drivers/iommu/amd/iommu.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
   4  * Author: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
   5  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
   6  */
   7
   8 #define pr_fmt(fmt)     "AMD-Vi: " fmt
   9 #define dev_fmt(fmt)    pr_fmt(fmt)
  10
  11 #include <linux/ratelimit.h>
  12 #include <linux/pci.h>
  13 #include <linux/acpi.h>
  14 #include <linux/amba/bus.h>
  15 #include <linux/platform_device.h>
  16 #include <linux/pci-ats.h>
  17 #include <linux/bitmap.h>
  18 #include <linux/slab.h>
  19 #include <linux/debugfs.h>
  20 #include <linux/scatterlist.h>
  21 #include <linux/dma-map-ops.h>
  22 #include <linux/dma-direct.h>
  23 #include <linux/dma-iommu.h>
  24 #include <linux/iommu-helper.h>
  25 #include <linux/delay.h>
  26 #include <linux/amd-iommu.h>
  27 #include <linux/notifier.h>
  28 #include <linux/export.h>
  29 #include <linux/irq.h>
  30 #include <linux/msi.h>
  31 #include <linux/irqdomain.h>
  32 #include <linux/percpu.h>
  33 #include <linux/iova.h>
  34 #include <linux/io-pgtable.h>
  35 #include <asm/irq_remapping.h>
  36 #include <asm/io_apic.h>
  37 #include <asm/apic.h>
  38 #include <asm/hw_irq.h>
  39 #include <asm/proto.h>
  40 #include <asm/iommu.h>
  41 #include <asm/gart.h>
  42 #include <asm/dma.h>
  43
  44 #include "amd_iommu.h"
  45 #include "../irq_remapping.h"
  46
  47 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
  48
  49 #define LOOP_TIMEOUT    100000
  50
  51 /* IO virtual address start page frame number */
  52 #define IOVA_START_PFN          (1)
  53 #define IOVA_PFN(addr)          ((addr) >> PAGE_SHIFT)
  54
  55 /* Reserved IOVA ranges */
  56 #define MSI_RANGE_START         (0xfee00000)
  57 #define MSI_RANGE_END           (0xfeefffff)
  58 #define HT_RANGE_START          (0xfd00000000ULL)
  59 #define HT_RANGE_END            (0xffffffffffULL)
  60
  61 #define DEFAULT_PGTABLE_LEVEL   PAGE_MODE_3_LEVEL
  62
  63 static DEFINE_SPINLOCK(pd_bitmap_lock);
  64
  65 /* List of all available dev_data structures */
  66 static LLIST_HEAD(dev_data_list);
  67
  68 LIST_HEAD(ioapic_map);
  69 LIST_HEAD(hpet_map);
  70 LIST_HEAD(acpihid_map);
  71
  72 /*
  73  * Domain for untranslated devices - only allocated
  74  * if iommu=pt passed on kernel cmd line.
  75  */
  76 const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
  77
  78 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(ppr_notifier);
  79 int amd_iommu_max_glx_val = -1;
  80
  81 /*
  82  * general struct to manage commands send to an IOMMU
  83  */
  84 struct iommu_cmd {
  85         u32 data[4];
  86 };
  87
  88 struct kmem_cache *amd_iommu_irq_cache;
  89
  90 static void detach_device(struct device *dev);
  91
  92 /****************************************************************************
  93  *
  94  * Helper functions
  95  *
  96  ****************************************************************************/
  97
  98 static inline u16 get_pci_device_id(struct device *dev)
  99 {
 100         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 101
 102         return pci_dev_id(pdev);
 103 }
 104
 105 static inline int get_acpihid_device_id(struct device *dev,
 106                                         struct acpihid_map_entry **entry)
 107 {
 108         struct acpi_device *adev = ACPI_COMPANION(dev);
 109         struct acpihid_map_entry *p;
 110
 111         if (!adev)
 112                 return -ENODEV;
 113
 114         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 115                 if (acpi_dev_hid_uid_match(adev, p->hid,
 116                                            p->uid[0] ? p->uid : NULL)) {
 117                         if (entry)
 118                                 *entry = p;
 119                         return p->devid;
 120                 }
 121         }
 122         return -EINVAL;
 123 }
 124
 125 static inline int get_device_id(struct device *dev)
 126 {
 127         int devid;
 128
 129         if (dev_is_pci(dev))
 130                 devid = get_pci_device_id(dev);
 131         else
 132                 devid = get_acpihid_device_id(dev, NULL);
 133
 134         return devid;
 135 }
 136
 137 static struct protection_domain *to_pdomain(struct iommu_domain *dom)
 138 {
 139         return container_of(dom, struct protection_domain, domain);
 140 }
 141
 142 static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
 143 {
 144         struct iommu_dev_data *dev_data;
 145
 146         dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
 147         if (!dev_data)
 148                 return NULL;
 149
 150         spin_lock_init(&dev_data->lock);
 151         dev_data->devid = devid;
 152         ratelimit_default_init(&dev_data->rs);
 153
 154         llist_add(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
 155         return dev_data;
 156 }
 157
 158 static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
 159 {
 160         struct iommu_dev_data *dev_data;
 161         struct llist_node *node;
 162
 163         if (llist_empty(&dev_data_list))
 164                 return NULL;
 165
 166         node = dev_data_list.first;
 167         llist_for_each_entry(dev_data, node, dev_data_list) {
 168                 if (dev_data->devid == devid)
 169                         return dev_data;
 170         }
 171
 172         return NULL;
 173 }
 174
 175 static int clone_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *data)
 176 {
 177         u16 devid = pci_dev_id(pdev);
 178
 179         if (devid == alias)
 180                 return 0;
 181
 182         amd_iommu_rlookup_table[alias] =
 183                 amd_iommu_rlookup_table[devid];
 184         memcpy(amd_iommu_dev_table[alias].data,
 185                amd_iommu_dev_table[devid].data,
 186                sizeof(amd_iommu_dev_table[alias].data));
 187
 188         return 0;
 189 }
 190
 191 static void clone_aliases(struct pci_dev *pdev)
 192 {
 193         if (!pdev)
 194                 return;
 195
 196         /*
 197          * The IVRS alias stored in the alias table may not be
 198          * part of the PCI DMA aliases if it's bus differs
 199          * from the original device.
 200          */
 201         clone_alias(pdev, amd_iommu_alias_table[pci_dev_id(pdev)], NULL);
 202
 203         pci_for_each_dma_alias(pdev, clone_alias, NULL);
 204 }
 205
 206 static struct pci_dev *setup_aliases(struct device *dev)
 207 {
 208         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 209         u16 ivrs_alias;
 210
 211         /* For ACPI HID devices, there are no aliases */
 212         if (!dev_is_pci(dev))
 213                 return NULL;
 214
 215         /*
 216          * Add the IVRS alias to the pci aliases if it is on the same
 217          * bus. The IVRS table may know about a quirk that we don't.
 218          */
 219         ivrs_alias = amd_iommu_alias_table[pci_dev_id(pdev)];
 220         if (ivrs_alias != pci_dev_id(pdev) &&
 221             PCI_BUS_NUM(ivrs_alias) == pdev->bus->number)
 222                 pci_add_dma_alias(pdev, ivrs_alias & 0xff, 1);
 223
 224         clone_aliases(pdev);
 225
 226         return pdev;
 227 }
 228
 229 static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
 230 {
 231         struct iommu_dev_data *dev_data;
 232         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 233
 234         dev_data = search_dev_data(devid);
 235
 236         if (dev_data == NULL) {
 237                 dev_data = alloc_dev_data(devid);
 238                 if (!dev_data)
 239                         return NULL;
 240
 241                 if (translation_pre_enabled(iommu))
 242                         dev_data->defer_attach = true;
 243         }
 244
 245         return dev_data;
 246 }
 247
 248 /*
 249 * Find or create an IOMMU group for a acpihid device.
 250 */
 251 static struct iommu_group *acpihid_device_group(struct device *dev)
 252 {
 253         struct acpihid_map_entry *p, *entry = NULL;
 254         int devid;
 255
 256         devid = get_acpihid_device_id(dev, &entry);
 257         if (devid < 0)
 258                 return ERR_PTR(devid);
 259
 260         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 261                 if ((devid == p->devid) && p->group)
 262                         entry->group = p->group;
 263         }
 264
 265         if (!entry->group)
 266                 entry->group = generic_device_group(dev);
 267         else
 268                 iommu_group_ref_get(entry->group);
 269
 270         return entry->group;
 271 }
 272
 273 static bool pci_iommuv2_capable(struct pci_dev *pdev)
 274 {
 275         static const int caps[] = {
 276                 PCI_EXT_CAP_ID_PRI,
 277                 PCI_EXT_CAP_ID_PASID,
 278         };
 279         int i, pos;
 280
 281         if (!pci_ats_supported(pdev))
 282                 return false;
 283
 284         for (i = 0; i < 2; ++i) {
 285                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, caps[i]);
 286                 if (pos == 0)
 287                         return false;
 288         }
 289
 290         return true;
 291 }
 292
 293 /*
 294  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
 295  * avoid dereferencing invalid pointers.
 296  */
 297 static bool check_device(struct device *dev)
 298 {
 299         int devid;
 300
 301         if (!dev)
 302                 return false;
 303
 304         devid = get_device_id(dev);
 305         if (devid < 0)
 306                 return false;
 307
 308         /* Out of our scope? */
 309         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 310                 return false;
 311
 312         if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
 313                 return false;
 314
 315         return true;
 316 }
 317
 318 static int iommu_init_device(struct device *dev)
 319 {
 320         struct iommu_dev_data *dev_data;
 321         int devid;
 322
 323         if (dev_iommu_priv_get(dev))
 324                 return 0;
 325
 326         devid = get_device_id(dev);
 327         if (devid < 0)
 328                 return devid;
 329
 330         dev_data = find_dev_data(devid);
 331         if (!dev_data)
 332                 return -ENOMEM;
 333
 334         dev_data->pdev = setup_aliases(dev);
 335
 336         /*
 337          * By default we use passthrough mode for IOMMUv2 capable device.
 338          * But if amd_iommu=force_isolation is set (e.g. to debug DMA to
 339          * invalid address), we ignore the capability for the device so
 340          * it'll be forced to go into translation mode.
 341          */
 342         if ((iommu_default_passthrough() || !amd_iommu_force_isolation) &&
 343             dev_is_pci(dev) && pci_iommuv2_capable(to_pci_dev(dev))) {
 344                 struct amd_iommu *iommu;
 345
 346                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
 347                 dev_data->iommu_v2 = iommu->is_iommu_v2;
 348         }
 349
 350         dev_iommu_priv_set(dev, dev_data);
 351
 352         return 0;
 353 }
 354
 355 static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
 356 {
 357         int devid;
 358
 359         devid = get_device_id(dev);
 360         if (devid < 0)
 361                 return;
 362
 363         amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
 364         memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 365
 366         setup_aliases(dev);
 367 }
 368
 369 static void amd_iommu_uninit_device(struct device *dev)
 370 {
 371         struct iommu_dev_data *dev_data;
 372
 373         dev_data = dev_iommu_priv_get(dev);
 374         if (!dev_data)
 375                 return;
 376
 377         if (dev_data->domain)
 378                 detach_device(dev);
 379
 380         dev_iommu_priv_set(dev, NULL);
 381
 382         /*
 383          * We keep dev_data around for unplugged devices and reuse it when the
 384          * device is re-plugged - not doing so would introduce a ton of races.
 385          */
 386 }
 387
 388 /****************************************************************************
 389  *
 390  * Interrupt handling functions
 391  *
 392  ****************************************************************************/
 393
 394 static void dump_dte_entry(u16 devid)
 395 {
 396         int i;
 397
 398         for (i = 0; i < 4; ++i)
 399                 pr_err("DTE[%d]: %016llx\n", i,
 400                         amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
 401 }
 402
 403 static void dump_command(unsigned long phys_addr)
 404 {
 405         struct iommu_cmd *cmd = iommu_phys_to_virt(phys_addr);
 406         int i;
 407
 408         for (i = 0; i < 4; ++i)
 409                 pr_err("CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
 410 }
 411
 412 static void amd_iommu_report_rmp_hw_error(volatile u32 *event)
 413 {
 414         struct iommu_dev_data *dev_data = NULL;
 415         int devid, vmg_tag, flags;
 416         struct pci_dev *pdev;
 417         u64 spa;
 418
 419         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 420         vmg_tag = (event[1]) & 0xFFFF;
 421         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 422         spa     = ((u64)event[3] << 32) | (event[2] & 0xFFFFFFF8);
 423
 424         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(devid),
 425                                            devid & 0xff);
 426         if (pdev)
 427                 dev_data = dev_iommu_priv_get(&pdev->dev);
 428
 429         if (dev_data && __ratelimit(&dev_data->rs)) {
 430                 pci_err(pdev, "Event logged [RMP_HW_ERROR vmg_tag=0x%04x, spa=0x%llx, flags=0x%04x]\n",
 431                         vmg_tag, spa, flags);
 432         } else {
 433                 pr_err_ratelimited("Event logged [RMP_HW_ERROR device=%02x:%02x.%x, vmg_tag=0x%04x, spa=0x%llx, flags=0x%04x]\n",
 434                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 435                         vmg_tag, spa, flags);
 436         }
 437
 438         if (pdev)
 439                 pci_dev_put(pdev);
 440 }
 441
 442 static void amd_iommu_report_rmp_fault(volatile u32 *event)
 443 {
 444         struct iommu_dev_data *dev_data = NULL;
 445         int devid, flags_rmp, vmg_tag, flags;
 446         struct pci_dev *pdev;
 447         u64 gpa;
 448
 449         devid     = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 450         flags_rmp = (event[0] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & 0xFF;
 451         vmg_tag   = (event[1]) & 0xFFFF;
 452         flags     = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 453         gpa       = ((u64)event[3] << 32) | event[2];
 454
 455         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(devid),
 456                                            devid & 0xff);
 457         if (pdev)
 458                 dev_data = dev_iommu_priv_get(&pdev->dev);
 459
 460         if (dev_data && __ratelimit(&dev_data->rs)) {
 461                 pci_err(pdev, "Event logged [RMP_PAGE_FAULT vmg_tag=0x%04x, gpa=0x%llx, flags_rmp=0x%04x, flags=0x%04x]\n",
 462                         vmg_tag, gpa, flags_rmp, flags);
 463         } else {
 464                 pr_err_ratelimited("Event logged [RMP_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x, vmg_tag=0x%04x, gpa=0x%llx, flags_rmp=0x%04x, flags=0x%04x]\n",
 465                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 466                         vmg_tag, gpa, flags_rmp, flags);
 467         }
 468
 469         if (pdev)
 470                 pci_dev_put(pdev);
 471 }
 472
 473 static void amd_iommu_report_page_fault(u16 devid, u16 domain_id,
 474                                         u64 address, int flags)
 475 {
 476         struct iommu_dev_data *dev_data = NULL;
 477         struct pci_dev *pdev;
 478
 479         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(devid),
 480                                            devid & 0xff);
 481         if (pdev)
 482                 dev_data = dev_iommu_priv_get(&pdev->dev);
 483
 484         if (dev_data && __ratelimit(&dev_data->rs)) {
 485                 pci_err(pdev, "Event logged [IO_PAGE_FAULT domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 486                         domain_id, address, flags);
 487         } else if (printk_ratelimit()) {
 488                 pr_err("Event logged [IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 489                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 490                         domain_id, address, flags);
 491         }
 492
 493         if (pdev)
 494                 pci_dev_put(pdev);
 495 }
 496
 497 static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
 498 {
 499         struct device *dev = iommu->iommu.dev;
 500         int type, devid, flags, tag;
 501         volatile u32 *event = __evt;
 502         int count = 0;
 503         u64 address;
 504         u32 pasid;
 505
 506 retry:
 507         type    = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
 508         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 509         pasid   = (event[0] & EVENT_DOMID_MASK_HI) |
 510                   (event[1] & EVENT_DOMID_MASK_LO);
 511         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 512         address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
 513
 514         if (type == 0) {
 515                 /* Did we hit the erratum? */
 516                 if (++count == LOOP_TIMEOUT) {
 517                         pr_err("No event written to event log\n");
 518                         return;
 519                 }
 520                 udelay(1);
 521                 goto retry;
 522         }
 523
 524         if (type == EVENT_TYPE_IO_FAULT) {
 525                 amd_iommu_report_page_fault(devid, pasid, address, flags);
 526                 return;
 527         }
 528
 529         switch (type) {
 530         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
 531                 dev_err(dev, "Event logged [ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 532                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 533                         pasid, address, flags);
 534                 dump_dte_entry(devid);
 535                 break;
 536         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
 537                 dev_err(dev, "Event logged [DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 538                         "address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 539                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 540                         address, flags);
 541                 break;
 542         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
 543                 dev_err(dev, "Event logged [PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x pasid=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 544                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 545                         pasid, address, flags);
 546                 break;
 547         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
 548                 dev_err(dev, "Event logged [ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%llx]\n", address);
 549                 dump_command(address);
 550                 break;
 551         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
 552                 dev_err(dev, "Event logged [COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 553                         address, flags);
 554                 break;
 555         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
 556                 dev_err(dev, "Event logged [IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x address=0x%llx]\n",
 557                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 558                         address);
 559                 break;
 560         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
 561                 dev_err(dev, "Event logged [INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
 562                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 563                         pasid, address, flags);
 564                 break;
 565         case EVENT_TYPE_RMP_FAULT:
 566                 amd_iommu_report_rmp_fault(event);
 567                 break;
 568         case EVENT_TYPE_RMP_HW_ERR:
 569                 amd_iommu_report_rmp_hw_error(event);
 570                 break;
 571         case EVENT_TYPE_INV_PPR_REQ:
 572                 pasid = PPR_PASID(*((u64 *)__evt));
 573                 tag = event[1] & 0x03FF;
 574                 dev_err(dev, "Event logged [INVALID_PPR_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x tag=0x%03x]\n",
 575                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 576                         pasid, address, flags, tag);
 577                 break;
 578         default:
 579                 dev_err(dev, "Event logged [UNKNOWN event[0]=0x%08x event[1]=0x%08x event[2]=0x%08x event[3]=0x%08x\n",
 580                         event[0], event[1], event[2], event[3]);
 581         }
 582
 583         memset(__evt, 0, 4 * sizeof(u32));
 584 }
 585
 586 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
 587 {
 588         u32 head, tail;
 589
 590         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 591         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 592
 593         while (head != tail) {
 594                 iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
 595                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % EVT_BUFFER_SIZE;
 596         }
 597
 598         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 599 }
 600
 601 static void iommu_handle_ppr_entry(struct amd_iommu *iommu, u64 *raw)
 602 {
 603         struct amd_iommu_fault fault;
 604
 605         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != PPR_REQ_FAULT) {
 606                 pr_err_ratelimited("Unknown PPR request received\n");
 607                 return;
 608         }
 609
 610         fault.address   = raw[1];
 611         fault.pasid     = PPR_PASID(raw[0]);
 612         fault.device_id = PPR_DEVID(raw[0]);
 613         fault.tag       = PPR_TAG(raw[0]);
 614         fault.flags     = PPR_FLAGS(raw[0]);
 615
 616         atomic_notifier_call_chain(&ppr_notifier, 0, &fault);
 617 }
 618
 619 static void iommu_poll_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 620 {
 621         u32 head, tail;
 622
 623         if (iommu->ppr_log == NULL)
 624                 return;
 625
 626         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 627         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 628
 629         while (head != tail) {
 630                 volatile u64 *raw;
 631                 u64 entry[2];
 632                 int i;
 633
 634                 raw = (u64 *)(iommu->ppr_log + head);
 635
 636                 /*
 637                  * Hardware bug: Interrupt may arrive before the entry is
 638                  * written to memory. If this happens we need to wait for the
 639                  * entry to arrive.
 640                  */
 641                 for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
 642                         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != 0)
 643                                 break;
 644                         udelay(1);
 645                 }
 646
 647                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 648                 entry[0] = raw[0];
 649                 entry[1] = raw[1];
 650
 651                 /*
 652                  * To detect the hardware bug we need to clear the entry
 653                  * back to zero.
 654                  */
 655                 raw[0] = raw[1] = 0UL;
 656
 657                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 658                 head = (head + PPR_ENTRY_SIZE) % PPR_LOG_SIZE;
 659                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 660
 661                 /* Handle PPR entry */
 662                 iommu_handle_ppr_entry(iommu, entry);
 663
 664                 /* Refresh ring-buffer information */
 665                 head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 666                 tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 667         }
 668 }
 669
 670 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 671 static int (*iommu_ga_log_notifier)(u32);
 672
 673 int amd_iommu_register_ga_log_notifier(int (*notifier)(u32))
 674 {
 675         iommu_ga_log_notifier = notifier;
 676
 677         return 0;
 678 }
 679 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ga_log_notifier);
 680
 681 static void iommu_poll_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
 682 {
 683         u32 head, tail, cnt = 0;
 684
 685         if (iommu->ga_log == NULL)
 686                 return;
 687
 688         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 689         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
 690
 691         while (head != tail) {
 692                 volatile u64 *raw;
 693                 u64 log_entry;
 694
 695                 raw = (u64 *)(iommu->ga_log + head);
 696                 cnt++;
 697
 698                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 699                 log_entry = *raw;
 700
 701                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 702                 head = (head + GA_ENTRY_SIZE) % GA_LOG_SIZE;
 703                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 704
 705                 /* Handle GA entry */
 706                 switch (GA_REQ_TYPE(log_entry)) {
 707                 case GA_GUEST_NR:
 708                         if (!iommu_ga_log_notifier)
 709                                 break;
 710
 711                         pr_debug("%s: devid=%#x, ga_tag=%#x\n",
 712                                  __func__, GA_DEVID(log_entry),
 713                                  GA_TAG(log_entry));
 714
 715                         if (iommu_ga_log_notifier(GA_TAG(log_entry)) != 0)
 716                                 pr_err("GA log notifier failed.\n");
 717                         break;
 718                 default:
 719                         break;
 720                 }
 721         }
 722 }
 723
 724 static void
 725 amd_iommu_set_pci_msi_domain(struct device *dev, struct amd_iommu *iommu)
 726 {
 727         if (!irq_remapping_enabled || !dev_is_pci(dev) ||
 728             pci_dev_has_special_msi_domain(to_pci_dev(dev)))
 729                 return;
 730
 731         dev_set_msi_domain(dev, iommu->msi_domain);
 732 }
 733
 734 #else /* CONFIG_IRQ_REMAP */
 735 static inline void
 736 amd_iommu_set_pci_msi_domain(struct device *dev, struct amd_iommu *iommu) { }
 737 #endif /* !CONFIG_IRQ_REMAP */
 738
 739 #define AMD_IOMMU_INT_MASK      \
 740         (MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK | \
 741          MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK | \
 742          MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK)
 743
 744 irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
 745 {
 746         struct amd_iommu *iommu = (struct amd_iommu *) data;
 747         u32 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 748
 749         while (status & AMD_IOMMU_INT_MASK) {
 750                 /* Enable EVT and PPR and GA interrupts again */
 751                 writel(AMD_IOMMU_INT_MASK,
 752                         iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 753
 754                 if (status & MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK) {
 755                         pr_devel("Processing IOMMU Event Log\n");
 756                         iommu_poll_events(iommu);
 757                 }
 758
 759                 if (status & MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK) {
 760                         pr_devel("Processing IOMMU PPR Log\n");
 761                         iommu_poll_ppr_log(iommu);
 762                 }
 763
 764 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 765                 if (status & MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK) {
 766                         pr_devel("Processing IOMMU GA Log\n");
 767                         iommu_poll_ga_log(iommu);
 768                 }
 769 #endif
 770
 771                 /*
 772                  * Hardware bug: ERBT1312
 773                  * When re-enabling interrupt (by writing 1
 774                  * to clear the bit), the hardware might also try to set
 775                  * the interrupt bit in the event status register.
 776                  * In this scenario, the bit will be set, and disable
 777                  * subsequent interrupts.
 778                  *
 779                  * Workaround: The IOMMU driver should read back the
 780                  * status register and check if the interrupt bits are cleared.
 781                  * If not, driver will need to go through the interrupt handler
 782                  * again and re-clear the bits
 783                  */
 784                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 785         }
 786         return IRQ_HANDLED;
 787 }
 788
 789 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
 790 {
 791         return IRQ_WAKE_THREAD;
 792 }
 793
 794 /****************************************************************************
 795  *
 796  * IOMMU command queuing functions
 797  *
 798  ****************************************************************************/
 799
 800 static int wait_on_sem(struct amd_iommu *iommu, u64 data)
 801 {
 802         int i = 0;
 803
 804         while (*iommu->cmd_sem != data && i < LOOP_TIMEOUT) {
 805                 udelay(1);
 806                 i += 1;
 807         }
 808
 809         if (i == LOOP_TIMEOUT) {
 810                 pr_alert("Completion-Wait loop timed out\n");
 811                 return -EIO;
 812         }
 813
 814         return 0;
 815 }
 816
 817 static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
 818                                struct iommu_cmd *cmd)
 819 {
 820         u8 *target;
 821         u32 tail;
 822
 823         /* Copy command to buffer */
 824         tail = iommu->cmd_buf_tail;
 825         target = iommu->cmd_buf + tail;
 826         memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
 827
 828         tail = (tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
 829         iommu->cmd_buf_tail = tail;
 830
 831         /* Tell the IOMMU about it */
 832         writel(tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 833 }
 834
 835 static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd,
 836                                   struct amd_iommu *iommu,
 837                                   u64 data)
 838 {
 839         u64 paddr = iommu_virt_to_phys((void *)iommu->cmd_sem);
 840
 841         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 842         cmd->data[0] = lower_32_bits(paddr) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
 843         cmd->data[1] = upper_32_bits(paddr);
 844         cmd->data[2] = data;
 845         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
 846 }
 847
 848 static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
 849 {
 850         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 851         cmd->data[0] = devid;
 852         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
 853 }
 854
 855 /*
 856  * Builds an invalidation address which is suitable for one page or multiple
 857  * pages. Sets the size bit (S) as needed is more than one page is flushed.
 858  */
 859 static inline u64 build_inv_address(u64 address, size_t size)
 860 {
 861         u64 pages, end, msb_diff;
 862
 863         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 864
 865         if (pages == 1)
 866                 return address & PAGE_MASK;
 867
 868         end = address + size - 1;
 869
 870         /*
 871          * msb_diff would hold the index of the most significant bit that
 872          * flipped between the start and end.
 873          */
 874         msb_diff = fls64(end ^ address) - 1;
 875
 876         /*
 877          * Bits 63:52 are sign extended. If for some reason bit 51 is different
 878          * between the start and the end, invalidate everything.
 879          */
 880         if (unlikely(msb_diff > 51)) {
 881                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 882         } else {
 883                 /*
 884                  * The msb-bit must be clear on the address. Just set all the
 885                  * lower bits.
 886                  */
 887                 address |= (1ull << msb_diff) - 1;
 888         }
 889
 890         /* Clear bits 11:0 */
 891         address &= PAGE_MASK;
 892
 893         /* Set the size bit - we flush more than one 4kb page */
 894         return address | CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 895 }
 896
 897 static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
 898                                   size_t size, u16 domid, int pde)
 899 {
 900         u64 inv_address = build_inv_address(address, size);
 901
 902         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 903         cmd->data[1] |= domid;
 904         cmd->data[2]  = lower_32_bits(inv_address);
 905         cmd->data[3]  = upper_32_bits(inv_address);
 906         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 907         if (pde) /* PDE bit - we want to flush everything, not only the PTEs */
 908                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 909 }
 910
 911 static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
 912                                   u64 address, size_t size)
 913 {
 914         u64 inv_address = build_inv_address(address, size);
 915
 916         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 917         cmd->data[0]  = devid;
 918         cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
 919         cmd->data[1]  = devid;
 920         cmd->data[2]  = lower_32_bits(inv_address);
 921         cmd->data[3]  = upper_32_bits(inv_address);
 922         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 923 }
 924
 925 static void build_inv_iommu_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 domid, u32 pasid,
 926                                   u64 address, bool size)
 927 {
 928         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 929
 930         address &= ~(0xfffULL);
 931
 932         cmd->data[0]  = pasid;
 933         cmd->data[1]  = domid;
 934         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 935         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 936         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 937         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 938         if (size)
 939                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 940         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 941 }
 942
 943 static void build_inv_iotlb_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, u32 pasid,
 944                                   int qdep, u64 address, bool size)
 945 {
 946         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 947
 948         address &= ~(0xfffULL);
 949
 950         cmd->data[0]  = devid;
 951         cmd->data[0] |= ((pasid >> 8) & 0xff) << 16;
 952         cmd->data[0] |= (qdep  & 0xff) << 24;
 953         cmd->data[1]  = devid;
 954         cmd->data[1] |= (pasid & 0xff) << 16;
 955         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 956         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 957         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 958         if (size)
 959                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 960         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 961 }
 962
 963 static void build_complete_ppr(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, u32 pasid,
 964                                int status, int tag, bool gn)
 965 {
 966         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 967
 968         cmd->data[0]  = devid;
 969         if (gn) {
 970                 cmd->data[1]  = pasid;
 971                 cmd->data[2]  = CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 972         }
 973         cmd->data[3]  = tag & 0x1ff;
 974         cmd->data[3] |= (status & PPR_STATUS_MASK) << PPR_STATUS_SHIFT;
 975
 976         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPLETE_PPR);
 977 }
 978
 979 static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
 980 {
 981         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 982         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
 983 }
 984
 985 static void build_inv_irt(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
 986 {
 987         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 988         cmd->data[0] = devid;
 989         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IRT);
 990 }
 991
 992 /*
 993  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
 994  * hardware about the new command.
 995  */
 996 static int __iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
 997                                       struct iommu_cmd *cmd,
 998                                       bool sync)
 999 {
1000         unsigned int count = 0;
1001         u32 left, next_tail;
1002
1003         next_tail = (iommu->cmd_buf_tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
1004 again:
1005         left      = (iommu->cmd_buf_head - next_tail) % CMD_BUFFER_SIZE;
1006
1007         if (left <= 0x20) {
1008                 /* Skip udelay() the first time around */
1009                 if (count++) {
1010                         if (count == LOOP_TIMEOUT) {
1011                                 pr_err("Command buffer timeout\n");
1012                                 return -EIO;
1013                         }
1014
1015                         udelay(1);
1016                 }
1017
1018                 /* Update head and recheck remaining space */
1019                 iommu->cmd_buf_head = readl(iommu->mmio_base +
1020                                             MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
1021
1022                 goto again;
1023         }
1024
1025         copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd);
1026
1027         /* Do we need to make sure all commands are processed? */
1028         iommu->need_sync = sync;
1029
1030         return 0;
1031 }
1032
1033 static int iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1034                                     struct iommu_cmd *cmd,
1035                                     bool sync)
1036 {
1037         unsigned long flags;
1038         int ret;
1039
1040         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1041         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, sync);
1042         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1043
1044         return ret;
1045 }
1046
1047 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
1048 {
1049         return iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, true);
1050 }
1051
1052 /*
1053  * This function queues a completion wait command into the command
1054  * buffer of an IOMMU
1055  */
1056 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
1057 {
1058         struct iommu_cmd cmd;
1059         unsigned long flags;
1060         int ret;
1061         u64 data;
1062
1063         if (!iommu->need_sync)
1064                 return 0;
1065
1066         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1067
1068         data = ++iommu->cmd_sem_val;
1069         build_completion_wait(&cmd, iommu, data);
1070
1071         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, &cmd, false);
1072         if (ret)
1073                 goto out_unlock;
1074
1075         ret = wait_on_sem(iommu, data);
1076
1077 out_unlock:
1078         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1079
1080         return ret;
1081 }
1082
1083 static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1084 {
1085         struct iommu_cmd cmd;
1086
1087         build_inv_dte(&cmd, devid);
1088
1089         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1090 }
1091
1092 static void amd_iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
1093 {
1094         u32 devid;
1095
1096         for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
1097                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
1098
1099         iommu_completion_wait(iommu);
1100 }
1101
1102 /*
1103  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
1104  * this is no issue because it is only called during resume.
1105  */
1106 static void amd_iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
1107 {
1108         u32 dom_id;
1109
1110         for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
1111                 struct iommu_cmd cmd;
1112                 build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1113                                       dom_id, 1);
1114                 iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1115         }
1116
1117         iommu_completion_wait(iommu);
1118 }
1119
1120 static void amd_iommu_flush_tlb_domid(struct amd_iommu *iommu, u32 dom_id)
1121 {
1122         struct iommu_cmd cmd;
1123
1124         build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1125                               dom_id, 1);
1126         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1127
1128         iommu_completion_wait(iommu);
1129 }
1130
1131 static void amd_iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
1132 {
1133         struct iommu_cmd cmd;
1134
1135         build_inv_all(&cmd);
1136
1137         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1138         iommu_completion_wait(iommu);
1139 }
1140
1141 static void iommu_flush_irt(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1142 {
1143         struct iommu_cmd cmd;
1144
1145         build_inv_irt(&cmd, devid);
1146
1147         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1148 }
1149
1150 static void amd_iommu_flush_irt_all(struct amd_iommu *iommu)
1151 {
1152         u32 devid;
1153
1154         for (devid = 0; devid <= MAX_DEV_TABLE_ENTRIES; devid++)
1155                 iommu_flush_irt(iommu, devid);
1156
1157         iommu_completion_wait(iommu);
1158 }
1159
1160 void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
1161 {
1162         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
1163                 amd_iommu_flush_all(iommu);
1164         } else {
1165                 amd_iommu_flush_dte_all(iommu);
1166                 amd_iommu_flush_irt_all(iommu);
1167                 amd_iommu_flush_tlb_all(iommu);
1168         }
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Command send function for flushing on-device TLB
1173  */
1174 static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
1175                               u64 address, size_t size)
1176 {
1177         struct amd_iommu *iommu;
1178         struct iommu_cmd cmd;
1179         int qdep;
1180
1181         qdep     = dev_data->ats.qdep;
1182         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1183
1184         build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
1185
1186         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1187 }
1188
1189 static int device_flush_dte_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *data)
1190 {
1191         struct amd_iommu *iommu = data;
1192
1193         return iommu_flush_dte(iommu, alias);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Command send function for invalidating a device table entry
1198  */
1199 static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
1200 {
1201         struct amd_iommu *iommu;
1202         u16 alias;
1203         int ret;
1204
1205         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1206
1207         if (dev_data->pdev)
1208                 ret = pci_for_each_dma_alias(dev_data->pdev,
1209                                              device_flush_dte_alias, iommu);
1210         else
1211                 ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
1212         if (ret)
1213                 return ret;
1214
1215         alias = amd_iommu_alias_table[dev_data->devid];
1216         if (alias != dev_data->devid) {
1217                 ret = iommu_flush_dte(iommu, alias);
1218                 if (ret)
1219                         return ret;
1220         }
1221
1222         if (dev_data->ats.enabled)
1223                 ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
1224
1225         return ret;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
1230  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
1231  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
1232  */
1233 static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1234                                  u64 address, size_t size, int pde)
1235 {
1236         struct iommu_dev_data *dev_data;
1237         struct iommu_cmd cmd;
1238         int ret = 0, i;
1239
1240         build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
1241
1242         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1243                 if (!domain->dev_iommu[i])
1244                         continue;
1245
1246                 /*
1247                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1248                  * We need a TLB flush
1249                  */
1250                 ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
1251         }
1252
1253         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1254
1255                 if (!dev_data->ats.enabled)
1256                         continue;
1257
1258                 ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
1259         }
1260
1261         WARN_ON(ret);
1262 }
1263
1264 static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1265                                u64 address, size_t size)
1266 {
1267         __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
1268 }
1269
1270 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
1271 void amd_iommu_domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
1272 {
1273         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
1274 }
1275
1276 void amd_iommu_domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
1277 {
1278         int i;
1279
1280         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1281                 if (domain && !domain->dev_iommu[i])
1282                         continue;
1283
1284                 /*
1285                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1286                  * We need to wait for completion of all commands.
1287                  */
1288                 iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
1289         }
1290 }
1291
1292 /* Flush the not present cache if it exists */
1293 static void domain_flush_np_cache(struct protection_domain *domain,
1294                 dma_addr_t iova, size_t size)
1295 {
1296         if (unlikely(amd_iommu_np_cache)) {
1297                 unsigned long flags;
1298
1299                 spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1300                 domain_flush_pages(domain, iova, size);
1301                 amd_iommu_domain_flush_complete(domain);
1302                 spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1303         }
1304 }
1305
1306
1307 /*
1308  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
1309  */
1310 static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
1311 {
1312         struct iommu_dev_data *dev_data;
1313
1314         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
1315                 device_flush_dte(dev_data);
1316 }
1317
1318 /****************************************************************************
1319  *
1320  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
1321  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
1322  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
1323  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
1324  * contain.
1325  *
1326  ****************************************************************************/
1327
1328 static u16 domain_id_alloc(void)
1329 {
1330         int id;
1331
1332         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1333         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
1334         BUG_ON(id == 0);
1335         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1336                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1337         else
1338                 id = 0;
1339         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1340
1341         return id;
1342 }
1343
1344 static void domain_id_free(int id)
1345 {
1346         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1347         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1348                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1349         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1350 }
1351
1352 static void free_gcr3_tbl_level1(u64 *tbl)
1353 {
1354         u64 *ptr;
1355         int i;
1356
1357         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1358                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1359                         continue;
1360
1361                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1362
1363                 free_page((unsigned long)ptr);
1364         }
1365 }
1366
1367 static void free_gcr3_tbl_level2(u64 *tbl)
1368 {
1369         u64 *ptr;
1370         int i;
1371
1372         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1373                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1374                         continue;
1375
1376                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1377
1378                 free_gcr3_tbl_level1(ptr);
1379         }
1380 }
1381
1382 static void free_gcr3_table(struct protection_domain *domain)
1383 {
1384         if (domain->glx == 2)
1385                 free_gcr3_tbl_level2(domain->gcr3_tbl);
1386         else if (domain->glx == 1)
1387                 free_gcr3_tbl_level1(domain->gcr3_tbl);
1388         else
1389                 BUG_ON(domain->glx != 0);
1390
1391         free_page((unsigned long)domain->gcr3_tbl);
1392 }
1393
1394 static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain,
1395                           bool ats, bool ppr)
1396 {
1397         u64 pte_root = 0;
1398         u64 flags = 0;
1399         u32 old_domid;
1400
1401         if (domain->iop.mode != PAGE_MODE_NONE)
1402                 pte_root = iommu_virt_to_phys(domain->iop.root);
1403
1404         pte_root |= (domain->iop.mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
1405                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
1406         pte_root |= DTE_FLAG_IR | DTE_FLAG_IW | DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1407
1408         flags = amd_iommu_dev_table[devid].data[1];
1409
1410         if (ats)
1411                 flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
1412
1413         if (ppr) {
1414                 struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1415
1416                 if (iommu_feature(iommu, FEATURE_EPHSUP))
1417                         pte_root |= 1ULL << DEV_ENTRY_PPR;
1418         }
1419
1420         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
1421                 u64 gcr3 = iommu_virt_to_phys(domain->gcr3_tbl);
1422                 u64 glx  = domain->glx;
1423                 u64 tmp;
1424
1425                 pte_root |= DTE_FLAG_GV;
1426                 pte_root |= (glx & DTE_GLX_MASK) << DTE_GLX_SHIFT;
1427
1428                 /* First mask out possible old values for GCR3 table */
1429                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1430                 flags    &= ~tmp;
1431
1432                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1433                 flags    &= ~tmp;
1434
1435                 /* Encode GCR3 table into DTE */
1436                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
1437                 pte_root |= tmp;
1438
1439                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1440                 flags    |= tmp;
1441
1442                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1443                 flags    |= tmp;
1444         }
1445
1446         flags &= ~DEV_DOMID_MASK;
1447         flags |= domain->id;
1448
1449         old_domid = amd_iommu_dev_table[devid].data[1] & DEV_DOMID_MASK;
1450         amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = flags;
1451         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = pte_root;
1452
1453         /*
1454          * A kdump kernel might be replacing a domain ID that was copied from
1455          * the previous kernel--if so, it needs to flush the translation cache
1456          * entries for the old domain ID that is being overwritten
1457          */
1458         if (old_domid) {
1459                 struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1460
1461                 amd_iommu_flush_tlb_domid(iommu, old_domid);
1462         }
1463 }
1464
1465 static void clear_dte_entry(u16 devid)
1466 {
1467         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
1468         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1469         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] &= DTE_FLAG_MASK;
1470
1471         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1472 }
1473
1474 static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
1475                       struct protection_domain *domain)
1476 {
1477         struct amd_iommu *iommu;
1478         bool ats;
1479
1480         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1481         ats   = dev_data->ats.enabled;
1482
1483         /* Update data structures */
1484         dev_data->domain = domain;
1485         list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
1486
1487         /* Do reference counting */
1488         domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
1489         domain->dev_cnt                 += 1;
1490
1491         /* Update device table */
1492         set_dte_entry(dev_data->devid, domain,
1493                       ats, dev_data->iommu_v2);
1494         clone_aliases(dev_data->pdev);
1495
1496         device_flush_dte(dev_data);
1497 }
1498
1499 static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
1500 {
1501         struct protection_domain *domain = dev_data->domain;
1502         struct amd_iommu *iommu;
1503
1504         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1505
1506         /* Update data structures */
1507         dev_data->domain = NULL;
1508         list_del(&dev_data->list);
1509         clear_dte_entry(dev_data->devid);
1510         clone_aliases(dev_data->pdev);
1511
1512         /* Flush the DTE entry */
1513         device_flush_dte(dev_data);
1514
1515         /* Flush IOTLB */
1516         amd_iommu_domain_flush_tlb_pde(domain);
1517
1518         /* Wait for the flushes to finish */
1519         amd_iommu_domain_flush_complete(domain);
1520
1521         /* decrease reference counters - needs to happen after the flushes */
1522         domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
1523         domain->dev_cnt                 -= 1;
1524 }
1525
1526 static void pdev_iommuv2_disable(struct pci_dev *pdev)
1527 {
1528         pci_disable_ats(pdev);
1529         pci_disable_pri(pdev);
1530         pci_disable_pasid(pdev);
1531 }
1532
1533 static int pdev_iommuv2_enable(struct pci_dev *pdev)
1534 {
1535         int ret;
1536
1537         /* Only allow access to user-accessible pages */
1538         ret = pci_enable_pasid(pdev, 0);
1539         if (ret)
1540                 goto out_err;
1541
1542         /* First reset the PRI state of the device */
1543         ret = pci_reset_pri(pdev);
1544         if (ret)
1545                 goto out_err;
1546
1547         /* Enable PRI */
1548         /* FIXME: Hardcode number of outstanding requests for now */
1549         ret = pci_enable_pri(pdev, 32);
1550         if (ret)
1551                 goto out_err;
1552
1553         ret = pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
1554         if (ret)
1555                 goto out_err;
1556
1557         return 0;
1558
1559 out_err:
1560         pci_disable_pri(pdev);
1561         pci_disable_pasid(pdev);
1562
1563         return ret;
1564 }
1565
1566 /*
1567  * If a device is not yet associated with a domain, this function makes the
1568  * device visible in the domain
1569  */
1570 static int attach_device(struct device *dev,
1571                          struct protection_domain *domain)
1572 {
1573         struct iommu_dev_data *dev_data;
1574         struct pci_dev *pdev;
1575         unsigned long flags;
1576         int ret;
1577
1578         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1579
1580         dev_data = dev_iommu_priv_get(dev);
1581
1582         spin_lock(&dev_data->lock);
1583
1584         ret = -EBUSY;
1585         if (dev_data->domain != NULL)
1586                 goto out;
1587
1588         if (!dev_is_pci(dev))
1589                 goto skip_ats_check;
1590
1591         pdev = to_pci_dev(dev);
1592         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
1593                 struct iommu_domain *def_domain = iommu_get_dma_domain(dev);
1594
1595                 ret = -EINVAL;
1596                 if (def_domain->type != IOMMU_DOMAIN_IDENTITY)
1597                         goto out;
1598
1599                 if (dev_data->iommu_v2) {
1600                         if (pdev_iommuv2_enable(pdev) != 0)
1601                                 goto out;
1602
1603                         dev_data->ats.enabled = true;
1604                         dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
1605                         dev_data->pri_tlp     = pci_prg_resp_pasid_required(pdev);
1606                 }
1607         } else if (amd_iommu_iotlb_sup &&
1608                    pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
1609                 dev_data->ats.enabled = true;
1610                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
1611         }
1612
1613 skip_ats_check:
1614         ret = 0;
1615
1616         do_attach(dev_data, domain);
1617
1618         /*
1619          * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
1620          * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
1621          * here to evict all dirty stuff.
1622          */
1623         amd_iommu_domain_flush_tlb_pde(domain);
1624
1625         amd_iommu_domain_flush_complete(domain);
1626
1627 out:
1628         spin_unlock(&dev_data->lock);
1629
1630         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1631
1632         return ret;
1633 }
1634
1635 /*
1636  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
1637  */
1638 static void detach_device(struct device *dev)
1639 {
1640         struct protection_domain *domain;
1641         struct iommu_dev_data *dev_data;
1642         unsigned long flags;
1643
1644         dev_data = dev_iommu_priv_get(dev);
1645         domain   = dev_data->domain;
1646
1647         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1648
1649         spin_lock(&dev_data->lock);
1650
1651         /*
1652          * First check if the device is still attached. It might already
1653          * be detached from its domain because the generic
1654          * iommu_detach_group code detached it and we try again here in
1655          * our alias handling.
1656          */
1657         if (WARN_ON(!dev_data->domain))
1658                 goto out;
1659
1660         do_detach(dev_data);
1661
1662         if (!dev_is_pci(dev))
1663                 goto out;
1664
1665         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK && dev_data->iommu_v2)
1666                 pdev_iommuv2_disable(to_pci_dev(dev));
1667         else if (dev_data->ats.enabled)
1668                 pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
1669
1670         dev_data->ats.enabled = false;
1671
1672 out:
1673         spin_unlock(&dev_data->lock);
1674
1675         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1676 }
1677
1678 static struct iommu_device *amd_iommu_probe_device(struct device *dev)
1679 {
1680         struct iommu_device *iommu_dev;
1681         struct amd_iommu *iommu;
1682         int ret, devid;
1683
1684         if (!check_device(dev))
1685                 return ERR_PTR(-ENODEV);
1686
1687         devid = get_device_id(dev);
1688         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1689
1690         if (dev_iommu_priv_get(dev))
1691                 return &iommu->iommu;
1692
1693         ret = iommu_init_device(dev);
1694         if (ret) {
1695                 if (ret != -ENOTSUPP)
1696                         dev_err(dev, "Failed to initialize - trying to proceed anyway\n");
1697                 iommu_dev = ERR_PTR(ret);
1698                 iommu_ignore_device(dev);
1699         } else {
1700                 amd_iommu_set_pci_msi_domain(dev, iommu);
1701                 iommu_dev = &iommu->iommu;
1702         }
1703
1704         iommu_completion_wait(iommu);
1705
1706         return iommu_dev;
1707 }
1708
1709 static void amd_iommu_probe_finalize(struct device *dev)
1710 {
1711         struct iommu_domain *domain;
1712
1713         /* Domains are initialized for this device - have a look what we ended up with */
1714         domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
1715         if (domain->type == IOMMU_DOMAIN_DMA)
1716                 iommu_setup_dma_ops(dev, IOVA_START_PFN << PAGE_SHIFT, 0);
1717         else
1718                 set_dma_ops(dev, NULL);
1719 }
1720
1721 static void amd_iommu_release_device(struct device *dev)
1722 {
1723         int devid = get_device_id(dev);
1724         struct amd_iommu *iommu;
1725
1726         if (!check_device(dev))
1727                 return;
1728
1729         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1730
1731         amd_iommu_uninit_device(dev);
1732         iommu_completion_wait(iommu);
1733 }
1734
1735 static struct iommu_group *amd_iommu_device_group(struct device *dev)
1736 {
1737         if (dev_is_pci(dev))
1738                 return pci_device_group(dev);
1739
1740         return acpihid_device_group(dev);
1741 }
1742
1743 /*****************************************************************************
1744  *
1745  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
1746  *
1747  *****************************************************************************/
1748
1749 static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
1750 {
1751         struct iommu_dev_data *dev_data;
1752
1753         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1754                 set_dte_entry(dev_data->devid, domain,
1755                               dev_data->ats.enabled, dev_data->iommu_v2);
1756                 clone_aliases(dev_data->pdev);
1757         }
1758 }
1759
1760 void amd_iommu_update_and_flush_device_table(struct protection_domain *domain)
1761 {
1762         update_device_table(domain);
1763         domain_flush_devices(domain);
1764 }
1765
1766 void amd_iommu_domain_update(struct protection_domain *domain)
1767 {
1768         /* Update device table */
1769         amd_iommu_update_and_flush_device_table(domain);
1770
1771         /* Flush domain TLB(s) and wait for completion */
1772         amd_iommu_domain_flush_tlb_pde(domain);
1773         amd_iommu_domain_flush_complete(domain);
1774 }
1775
1776 int __init amd_iommu_init_api(void)
1777 {
1778         int ret, err = 0;
1779
1780         ret = iova_cache_get();
1781         if (ret)
1782                 return ret;
1783
1784         err = bus_set_iommu(&pci_bus_type, &amd_iommu_ops);
1785         if (err)
1786                 return err;
1787 #ifdef CONFIG_ARM_AMBA
1788         err = bus_set_iommu(&amba_bustype, &amd_iommu_ops);
1789         if (err)
1790                 return err;
1791 #endif
1792         err = bus_set_iommu(&platform_bus_type, &amd_iommu_ops);
1793         if (err)
1794                 return err;
1795
1796         return 0;
1797 }
1798
1799 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
1800 {
1801         swiotlb        = (iommu_default_passthrough() || sme_me_mask) ? 1 : 0;
1802
1803         if (amd_iommu_unmap_flush)
1804                 pr_info("IO/TLB flush on unmap enabled\n");
1805         else
1806                 pr_info("Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
1807         iommu_set_dma_strict(amd_iommu_unmap_flush);
1808         return 0;
1809
1810 }
1811
1812 /*****************************************************************************
1813  *
1814  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
1815  *
1816  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
1817  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
1818  * which is not possible with the dma_ops interface.
1819  *
1820  *****************************************************************************/
1821
1822 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
1823 {
1824         struct iommu_dev_data *entry;
1825         unsigned long flags;
1826
1827         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1828
1829         while (!list_empty(&domain->dev_list)) {
1830                 entry = list_first_entry(&domain->dev_list,
1831                                          struct iommu_dev_data, list);
1832                 BUG_ON(!entry->domain);
1833                 do_detach(entry);
1834         }
1835
1836         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1837 }
1838
1839 static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
1840 {
1841         if (!domain)
1842                 return;
1843
1844         if (domain->id)
1845                 domain_id_free(domain->id);
1846
1847         if (domain->iop.pgtbl_cfg.tlb)
1848                 free_io_pgtable_ops(&domain->iop.iop.ops);
1849
1850         kfree(domain);
1851 }
1852
1853 static int protection_domain_init_v1(struct protection_domain *domain, int mode)
1854 {
1855         u64 *pt_root = NULL;
1856
1857         BUG_ON(mode < PAGE_MODE_NONE || mode > PAGE_MODE_6_LEVEL);
1858
1859         spin_lock_init(&domain->lock);
1860         domain->id = domain_id_alloc();
1861         if (!domain->id)
1862                 return -ENOMEM;
1863         INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
1864
1865         if (mode != PAGE_MODE_NONE) {
1866                 pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1867                 if (!pt_root)
1868                         return -ENOMEM;
1869         }
1870
1871         amd_iommu_domain_set_pgtable(domain, pt_root, mode);
1872
1873         return 0;
1874 }
1875
1876 static struct protection_domain *protection_domain_alloc(unsigned int type)
1877 {
1878         struct io_pgtable_ops *pgtbl_ops;
1879         struct protection_domain *domain;
1880         int pgtable = amd_iommu_pgtable;
1881         int mode = DEFAULT_PGTABLE_LEVEL;
1882         int ret;
1883
1884         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
1885         if (!domain)
1886                 return NULL;
1887
1888         /*
1889          * Force IOMMU v1 page table when iommu=pt and
1890          * when allocating domain for pass-through devices.
1891          */
1892         if (type == IOMMU_DOMAIN_IDENTITY) {
1893                 pgtable = AMD_IOMMU_V1;
1894                 mode = PAGE_MODE_NONE;
1895         } else if (type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED) {
1896                 pgtable = AMD_IOMMU_V1;
1897         }
1898
1899         switch (pgtable) {
1900         case AMD_IOMMU_V1:
1901                 ret = protection_domain_init_v1(domain, mode);
1902                 break;
1903         default:
1904                 ret = -EINVAL;
1905         }
1906
1907         if (ret)
1908                 goto out_err;
1909
1910         pgtbl_ops = alloc_io_pgtable_ops(pgtable, &domain->iop.pgtbl_cfg, domain);
1911         if (!pgtbl_ops)
1912                 goto out_err;
1913
1914         return domain;
1915 out_err:
1916         kfree(domain);
1917         return NULL;
1918 }
1919
1920 static struct iommu_domain *amd_iommu_domain_alloc(unsigned type)
1921 {
1922         struct protection_domain *domain;
1923
1924         domain = protection_domain_alloc(type);
1925         if (!domain)
1926                 return NULL;
1927
1928         domain->domain.geometry.aperture_start = 0;
1929         domain->domain.geometry.aperture_end   = ~0ULL;
1930         domain->domain.geometry.force_aperture = true;
1931
1932         if (type == IOMMU_DOMAIN_DMA &&
1933             iommu_get_dma_cookie(&domain->domain) == -ENOMEM)
1934                 goto free_domain;
1935
1936         return &domain->domain;
1937
1938 free_domain:
1939         protection_domain_free(domain);
1940
1941         return NULL;
1942 }
1943
1944 static void amd_iommu_domain_free(struct iommu_domain *dom)
1945 {
1946         struct protection_domain *domain;
1947
1948         domain = to_pdomain(dom);
1949
1950         if (domain->dev_cnt > 0)
1951                 cleanup_domain(domain);
1952
1953         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
1954
1955         if (!dom)
1956                 return;
1957
1958         if (dom->type == IOMMU_DOMAIN_DMA)
1959                 iommu_put_dma_cookie(&domain->domain);
1960
1961         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
1962                 free_gcr3_table(domain);
1963
1964         protection_domain_free(domain);
1965 }
1966
1967 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
1968                                     struct device *dev)
1969 {
1970         struct iommu_dev_data *dev_data = dev_iommu_priv_get(dev);
1971         int devid = get_device_id(dev);
1972         struct amd_iommu *iommu;
1973
1974         if (!check_device(dev))
1975                 return;
1976
1977         if (dev_data->domain != NULL)
1978                 detach_device(dev);
1979
1980         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1981         if (!iommu)
1982                 return;
1983
1984 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
1985         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
1986             (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED))
1987                 dev_data->use_vapic = 0;
1988 #endif
1989
1990         iommu_completion_wait(iommu);
1991 }
1992
1993 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
1994                                    struct device *dev)
1995 {
1996         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
1997         struct iommu_dev_data *dev_data;
1998         struct amd_iommu *iommu;
1999         int ret;
2000
2001         if (!check_device(dev))
2002                 return -EINVAL;
2003
2004         dev_data = dev_iommu_priv_get(dev);
2005         dev_data->defer_attach = false;
2006
2007         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2008         if (!iommu)
2009                 return -EINVAL;
2010
2011         if (dev_data->domain)
2012                 detach_device(dev);
2013
2014         ret = attach_device(dev, domain);
2015
2016 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2017         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
2018                 if (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED)
2019                         dev_data->use_vapic = 1;
2020                 else
2021                         dev_data->use_vapic = 0;
2022         }
2023 #endif
2024
2025         iommu_completion_wait(iommu);
2026
2027         return ret;
2028 }
2029
2030 static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
2031                          phys_addr_t paddr, size_t page_size, int iommu_prot,
2032                          gfp_t gfp)
2033 {
2034         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2035         struct io_pgtable_ops *ops = &domain->iop.iop.ops;
2036         int prot = 0;
2037         int ret = -EINVAL;
2038
2039         if ((amd_iommu_pgtable == AMD_IOMMU_V1) &&
2040             (domain->iop.mode == PAGE_MODE_NONE))
2041                 return -EINVAL;
2042
2043         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
2044                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
2045         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
2046                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
2047
2048         if (ops->map) {
2049                 ret = ops->map(ops, iova, paddr, page_size, prot, gfp);
2050                 domain_flush_np_cache(domain, iova, page_size);
2051         }
2052
2053         return ret;
2054 }
2055
2056 static size_t amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
2057                               size_t page_size,
2058                               struct iommu_iotlb_gather *gather)
2059 {
2060         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2061         struct io_pgtable_ops *ops = &domain->iop.iop.ops;
2062
2063         if ((amd_iommu_pgtable == AMD_IOMMU_V1) &&
2064             (domain->iop.mode == PAGE_MODE_NONE))
2065                 return 0;
2066
2067         return (ops->unmap) ? ops->unmap(ops, iova, page_size, gather) : 0;
2068 }
2069
2070 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
2071                                           dma_addr_t iova)
2072 {
2073         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2074         struct io_pgtable_ops *ops = &domain->iop.iop.ops;
2075
2076         return ops->iova_to_phys(ops, iova);
2077 }
2078
2079 static bool amd_iommu_capable(enum iommu_cap cap)
2080 {
2081         switch (cap) {
2082         case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
2083                 return true;
2084         case IOMMU_CAP_INTR_REMAP:
2085                 return (irq_remapping_enabled == 1);
2086         case IOMMU_CAP_NOEXEC:
2087                 return false;
2088         default:
2089                 break;
2090         }
2091
2092         return false;
2093 }
2094
2095 static void amd_iommu_get_resv_regions(struct device *dev,
2096                                        struct list_head *head)
2097 {
2098         struct iommu_resv_region *region;
2099         struct unity_map_entry *entry;
2100         int devid;
2101
2102         devid = get_device_id(dev);
2103         if (devid < 0)
2104                 return;
2105
2106         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
2107                 int type, prot = 0;
2108                 size_t length;
2109
2110                 if (devid < entry->devid_start || devid > entry->devid_end)
2111                         continue;
2112
2113                 type   = IOMMU_RESV_DIRECT;
2114                 length = entry->address_end - entry->address_start;
2115                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IR)
2116                         prot |= IOMMU_READ;
2117                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IW)
2118                         prot |= IOMMU_WRITE;
2119                 if (entry->prot & IOMMU_UNITY_MAP_FLAG_EXCL_RANGE)
2120                         /* Exclusion range */
2121                         type = IOMMU_RESV_RESERVED;
2122
2123                 region = iommu_alloc_resv_region(entry->address_start,
2124                                                  length, prot, type);
2125                 if (!region) {
2126                         dev_err(dev, "Out of memory allocating dm-regions\n");
2127                         return;
2128                 }
2129                 list_add_tail(&region->list, head);
2130         }
2131
2132         region = iommu_alloc_resv_region(MSI_RANGE_START,
2133                                          MSI_RANGE_END - MSI_RANGE_START + 1,
2134                                          0, IOMMU_RESV_MSI);
2135         if (!region)
2136                 return;
2137         list_add_tail(&region->list, head);
2138
2139         region = iommu_alloc_resv_region(HT_RANGE_START,
2140                                          HT_RANGE_END - HT_RANGE_START + 1,
2141                                          0, IOMMU_RESV_RESERVED);
2142         if (!region)
2143                 return;
2144         list_add_tail(&region->list, head);
2145 }
2146
2147 bool amd_iommu_is_attach_deferred(struct iommu_domain *domain,
2148                                   struct device *dev)
2149 {
2150         struct iommu_dev_data *dev_data = dev_iommu_priv_get(dev);
2151
2152         return dev_data->defer_attach;
2153 }
2154 EXPORT_SYMBOL_GPL(amd_iommu_is_attach_deferred);
2155
2156 static void amd_iommu_flush_iotlb_all(struct iommu_domain *domain)
2157 {
2158         struct protection_domain *dom = to_pdomain(domain);
2159         unsigned long flags;
2160
2161         spin_lock_irqsave(&dom->lock, flags);
2162         amd_iommu_domain_flush_tlb_pde(dom);
2163         amd_iommu_domain_flush_complete(dom);
2164         spin_unlock_irqrestore(&dom->lock, flags);
2165 }
2166
2167 static void amd_iommu_iotlb_sync(struct iommu_domain *domain,
2168                                  struct iommu_iotlb_gather *gather)
2169 {
2170         amd_iommu_flush_iotlb_all(domain);
2171 }
2172
2173 static int amd_iommu_def_domain_type(struct device *dev)
2174 {
2175         struct iommu_dev_data *dev_data;
2176
2177         dev_data = dev_iommu_priv_get(dev);
2178         if (!dev_data)
2179                 return 0;
2180
2181         /*
2182          * Do not identity map IOMMUv2 capable devices when memory encryption is
2183          * active, because some of those devices (AMD GPUs) don't have the
2184          * encryption bit in their DMA-mask and require remapping.
2185          */
2186         if (!mem_encrypt_active() && dev_data->iommu_v2)
2187                 return IOMMU_DOMAIN_IDENTITY;
2188
2189         return 0;
2190 }
2191
2192 const struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
2193         .capable = amd_iommu_capable,
2194         .domain_alloc = amd_iommu_domain_alloc,
2195         .domain_free  = amd_iommu_domain_free,
2196         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
2197         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
2198         .map = amd_iommu_map,
2199         .unmap = amd_iommu_unmap,
2200         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
2201         .probe_device = amd_iommu_probe_device,
2202         .release_device = amd_iommu_release_device,
2203         .probe_finalize = amd_iommu_probe_finalize,
2204         .device_group = amd_iommu_device_group,
2205         .get_resv_regions = amd_iommu_get_resv_regions,
2206         .put_resv_regions = generic_iommu_put_resv_regions,
2207         .is_attach_deferred = amd_iommu_is_attach_deferred,
2208         .pgsize_bitmap  = AMD_IOMMU_PGSIZES,
2209         .flush_iotlb_all = amd_iommu_flush_iotlb_all,
2210         .iotlb_sync = amd_iommu_iotlb_sync,
2211         .def_domain_type = amd_iommu_def_domain_type,
2212 };
2213
2214 /*****************************************************************************
2215  *
2216  * The next functions do a basic initialization of IOMMU for pass through
2217  * mode
2218  *
2219  * In passthrough mode the IOMMU is initialized and enabled but not used for
2220  * DMA-API translation.
2221  *
2222  *****************************************************************************/
2223
2224 /* IOMMUv2 specific functions */
2225 int amd_iommu_register_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
2226 {
2227         return atomic_notifier_chain_register(&ppr_notifier, nb);
2228 }
2229 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ppr_notifier);
2230
2231 int amd_iommu_unregister_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
2232 {
2233         return atomic_notifier_chain_unregister(&ppr_notifier, nb);
2234 }
2235 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_unregister_ppr_notifier);
2236
2237 void amd_iommu_domain_direct_map(struct iommu_domain *dom)
2238 {
2239         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2240         unsigned long flags;
2241
2242         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2243
2244         if (domain->iop.pgtbl_cfg.tlb)
2245                 free_io_pgtable_ops(&domain->iop.iop.ops);
2246
2247         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2248 }
2249 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_direct_map);
2250
2251 int amd_iommu_domain_enable_v2(struct iommu_domain *dom, int pasids)
2252 {
2253         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2254         unsigned long flags;
2255         int levels, ret;
2256
2257         /* Number of GCR3 table levels required */
2258         for (levels = 0; (pasids - 1) & ~0x1ff; pasids >>= 9)
2259                 levels += 1;
2260
2261         if (levels > amd_iommu_max_glx_val)
2262                 return -EINVAL;
2263
2264         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2265
2266         /*
2267          * Save us all sanity checks whether devices already in the
2268          * domain support IOMMUv2. Just force that the domain has no
2269          * devices attached when it is switched into IOMMUv2 mode.
2270          */
2271         ret = -EBUSY;
2272         if (domain->dev_cnt > 0 || domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
2273                 goto out;
2274
2275         ret = -ENOMEM;
2276         domain->gcr3_tbl = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
2277         if (domain->gcr3_tbl == NULL)
2278                 goto out;
2279
2280         domain->glx      = levels;
2281         domain->flags   |= PD_IOMMUV2_MASK;
2282
2283         amd_iommu_domain_update(domain);
2284
2285         ret = 0;
2286
2287 out:
2288         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2289
2290         return ret;
2291 }
2292 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_enable_v2);
2293
2294 static int __flush_pasid(struct protection_domain *domain, u32 pasid,
2295                          u64 address, bool size)
2296 {
2297         struct iommu_dev_data *dev_data;
2298         struct iommu_cmd cmd;
2299         int i, ret;
2300
2301         if (!(domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
2302                 return -EINVAL;
2303
2304         build_inv_iommu_pasid(&cmd, domain->id, pasid, address, size);
2305
2306         /*
2307          * IOMMU TLB needs to be flushed before Device TLB to
2308          * prevent device TLB refill from IOMMU TLB
2309          */
2310         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
2311                 if (domain->dev_iommu[i] == 0)
2312                         continue;
2313
2314                 ret = iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
2315                 if (ret != 0)
2316                         goto out;
2317         }
2318
2319         /* Wait until IOMMU TLB flushes are complete */
2320         amd_iommu_domain_flush_complete(domain);
2321
2322         /* Now flush device TLBs */
2323         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
2324                 struct amd_iommu *iommu;
2325                 int qdep;
2326
2327                 /*
2328                    There might be non-IOMMUv2 capable devices in an IOMMUv2
2329                  * domain.
2330                  */
2331                 if (!dev_data->ats.enabled)
2332                         continue;
2333
2334                 qdep  = dev_data->ats.qdep;
2335                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2336
2337                 build_inv_iotlb_pasid(&cmd, dev_data->devid, pasid,
2338                                       qdep, address, size);
2339
2340                 ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
2341                 if (ret != 0)
2342                         goto out;
2343         }
2344
2345         /* Wait until all device TLBs are flushed */
2346         amd_iommu_domain_flush_complete(domain);
2347
2348         ret = 0;
2349
2350 out:
2351
2352         return ret;
2353 }
2354
2355 static int __amd_iommu_flush_page(struct protection_domain *domain, u32 pasid,
2356                                   u64 address)
2357 {
2358         return __flush_pasid(domain, pasid, address, false);
2359 }
2360
2361 int amd_iommu_flush_page(struct iommu_domain *dom, u32 pasid,
2362                          u64 address)
2363 {
2364         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2365         unsigned long flags;
2366         int ret;
2367
2368         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2369         ret = __amd_iommu_flush_page(domain, pasid, address);
2370         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2371
2372         return ret;
2373 }
2374 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_page);
2375
2376 static int __amd_iommu_flush_tlb(struct protection_domain *domain, u32 pasid)
2377 {
2378         return __flush_pasid(domain, pasid, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
2379                              true);
2380 }
2381
2382 int amd_iommu_flush_tlb(struct iommu_domain *dom, u32 pasid)
2383 {
2384         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2385         unsigned long flags;
2386         int ret;
2387
2388         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2389         ret = __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
2390         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2391
2392         return ret;
2393 }
2394 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_tlb);
2395
2396 static u64 *__get_gcr3_pte(u64 *root, int level, u32 pasid, bool alloc)
2397 {
2398         int index;
2399         u64 *pte;
2400
2401         while (true) {
2402
2403                 index = (pasid >> (9 * level)) & 0x1ff;
2404                 pte   = &root[index];
2405
2406                 if (level == 0)
2407                         break;
2408
2409                 if (!(*pte & GCR3_VALID)) {
2410                         if (!alloc)
2411                                 return NULL;
2412
2413                         root = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
2414                         if (root == NULL)
2415                                 return NULL;
2416
2417                         *pte = iommu_virt_to_phys(root) | GCR3_VALID;
2418                 }
2419
2420                 root = iommu_phys_to_virt(*pte & PAGE_MASK);
2421
2422                 level -= 1;
2423         }
2424
2425         return pte;
2426 }
2427
2428 static int __set_gcr3(struct protection_domain *domain, u32 pasid,
2429                       unsigned long cr3)
2430 {
2431         u64 *pte;
2432
2433         if (domain->iop.mode != PAGE_MODE_NONE)
2434                 return -EINVAL;
2435
2436         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, true);
2437         if (pte == NULL)
2438                 return -ENOMEM;
2439
2440         *pte = (cr3 & PAGE_MASK) | GCR3_VALID;
2441
2442         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
2443 }
2444
2445 static int __clear_gcr3(struct protection_domain *domain, u32 pasid)
2446 {
2447         u64 *pte;
2448
2449         if (domain->iop.mode != PAGE_MODE_NONE)
2450                 return -EINVAL;
2451
2452         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, false);
2453         if (pte == NULL)
2454                 return 0;
2455
2456         *pte = 0;
2457
2458         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
2459 }
2460
2461 int amd_iommu_domain_set_gcr3(struct iommu_domain *dom, u32 pasid,
2462                               unsigned long cr3)
2463 {
2464         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2465         unsigned long flags;
2466         int ret;
2467
2468         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2469         ret = __set_gcr3(domain, pasid, cr3);
2470         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2471
2472         return ret;
2473 }
2474 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_set_gcr3);
2475
2476 int amd_iommu_domain_clear_gcr3(struct iommu_domain *dom, u32 pasid)
2477 {
2478         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
2479         unsigned long flags;
2480         int ret;
2481
2482         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2483         ret = __clear_gcr3(domain, pasid);
2484         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2485
2486         return ret;
2487 }
2488 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_clear_gcr3);
2489
2490 int amd_iommu_complete_ppr(struct pci_dev *pdev, u32 pasid,
2491                            int status, int tag)
2492 {
2493         struct iommu_dev_data *dev_data;
2494         struct amd_iommu *iommu;
2495         struct iommu_cmd cmd;
2496
2497         dev_data = dev_iommu_priv_get(&pdev->dev);
2498         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2499
2500         build_complete_ppr(&cmd, dev_data->devid, pasid, status,
2501                            tag, dev_data->pri_tlp);
2502
2503         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
2504 }
2505 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_complete_ppr);
2506
2507 int amd_iommu_device_info(struct pci_dev *pdev,
2508                           struct amd_iommu_device_info *info)
2509 {
2510         int max_pasids;
2511         int pos;
2512
2513         if (pdev == NULL || info == NULL)
2514                 return -EINVAL;
2515
2516         if (!amd_iommu_v2_supported())
2517                 return -EINVAL;
2518
2519         memset(info, 0, sizeof(*info));
2520
2521         if (pci_ats_supported(pdev))
2522                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_ATS_SUP;
2523
2524         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2525         if (pos)
2526                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRI_SUP;
2527
2528         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PASID);
2529         if (pos) {
2530                 int features;
2531
2532                 max_pasids = 1 << (9 * (amd_iommu_max_glx_val + 1));
2533                 max_pasids = min(max_pasids, (1 << 20));
2534
2535                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PASID_SUP;
2536                 info->max_pasids = min(pci_max_pasids(pdev), max_pasids);
2537
2538                 features = pci_pasid_features(pdev);
2539                 if (features & PCI_PASID_CAP_EXEC)
2540                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_EXEC_SUP;
2541                 if (features & PCI_PASID_CAP_PRIV)
2542                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRIV_SUP;
2543         }
2544
2545         return 0;
2546 }
2547 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_device_info);
2548
2549 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2550
2551 /*****************************************************************************
2552  *
2553  * Interrupt Remapping Implementation
2554  *
2555  *****************************************************************************/
2556
2557 static struct irq_chip amd_ir_chip;
2558 static DEFINE_SPINLOCK(iommu_table_lock);
2559
2560 static void set_dte_irq_entry(u16 devid, struct irq_remap_table *table)
2561 {
2562         u64 dte;
2563
2564         dte     = amd_iommu_dev_table[devid].data[2];
2565         dte     &= ~DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK;
2566         dte     |= iommu_virt_to_phys(table->table);
2567         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_INTCTL;
2568         dte     |= DTE_INTTABLEN;
2569         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
2570
2571         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = dte;
2572 }
2573
2574 static struct irq_remap_table *get_irq_table(u16 devid)
2575 {
2576         struct irq_remap_table *table;
2577
2578         if (WARN_ONCE(!amd_iommu_rlookup_table[devid],
2579                       "%s: no iommu for devid %x\n", __func__, devid))
2580                 return NULL;
2581
2582         table = irq_lookup_table[devid];
2583         if (WARN_ONCE(!table, "%s: no table for devid %x\n", __func__, devid))
2584                 return NULL;
2585
2586         return table;
2587 }
2588
2589 static struct irq_remap_table *__alloc_irq_table(void)
2590 {
2591         struct irq_remap_table *table;
2592
2593         table = kzalloc(sizeof(*table), GFP_KERNEL);
2594         if (!table)
2595                 return NULL;
2596
2597         table->table = kmem_cache_alloc(amd_iommu_irq_cache, GFP_KERNEL);
2598         if (!table->table) {
2599                 kfree(table);
2600                 return NULL;
2601         }
2602         raw_spin_lock_init(&table->lock);
2603
2604         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
2605                 memset(table->table, 0,
2606                        MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32));
2607         else
2608                 memset(table->table, 0,
2609                        (MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2)));
2610         return table;
2611 }
2612
2613 static void set_remap_table_entry(struct amd_iommu *iommu, u16 devid,
2614                                   struct irq_remap_table *table)
2615 {
2616         irq_lookup_table[devid] = table;
2617         set_dte_irq_entry(devid, table);
2618         iommu_flush_dte(iommu, devid);
2619 }
2620
2621 static int set_remap_table_entry_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias,
2622                                        void *data)
2623 {
2624         struct irq_remap_table *table = data;
2625
2626         irq_lookup_table[alias] = table;
2627         set_dte_irq_entry(alias, table);
2628
2629         iommu_flush_dte(amd_iommu_rlookup_table[alias], alias);
2630
2631         return 0;
2632 }
2633
2634 static struct irq_remap_table *alloc_irq_table(u16 devid, struct pci_dev *pdev)
2635 {
2636         struct irq_remap_table *table = NULL;
2637         struct irq_remap_table *new_table = NULL;
2638         struct amd_iommu *iommu;
2639         unsigned long flags;
2640         u16 alias;
2641
2642         spin_lock_irqsave(&iommu_table_lock, flags);
2643
2644         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2645         if (!iommu)
2646                 goto out_unlock;
2647
2648         table = irq_lookup_table[devid];
2649         if (table)
2650                 goto out_unlock;
2651
2652         alias = amd_iommu_alias_table[devid];
2653         table = irq_lookup_table[alias];
2654         if (table) {
2655                 set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
2656                 goto out_wait;
2657         }
2658         spin_unlock_irqrestore(&iommu_table_lock, flags);
2659
2660         /* Nothing there yet, allocate new irq remapping table */
2661         new_table = __alloc_irq_table();
2662         if (!new_table)
2663                 return NULL;
2664
2665         spin_lock_irqsave(&iommu_table_lock, flags);
2666
2667         table = irq_lookup_table[devid];
2668         if (table)
2669                 goto out_unlock;
2670
2671         table = irq_lookup_table[alias];
2672         if (table) {
2673                 set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
2674                 goto out_wait;
2675         }
2676
2677         table = new_table;
2678         new_table = NULL;
2679
2680         if (pdev)
2681                 pci_for_each_dma_alias(pdev, set_remap_table_entry_alias,
2682                                        table);
2683         else
2684                 set_remap_table_entry(iommu, devid, table);
2685
2686         if (devid != alias)
2687                 set_remap_table_entry(iommu, alias, table);
2688
2689 out_wait:
2690         iommu_completion_wait(iommu);
2691
2692 out_unlock:
2693         spin_unlock_irqrestore(&iommu_table_lock, flags);
2694
2695         if (new_table) {
2696                 kmem_cache_free(amd_iommu_irq_cache, new_table->table);
2697                 kfree(new_table);
2698         }
2699         return table;
2700 }
2701
2702 static int alloc_irq_index(u16 devid, int count, bool align,
2703                            struct pci_dev *pdev)
2704 {
2705         struct irq_remap_table *table;
2706         int index, c, alignment = 1;
2707         unsigned long flags;
2708         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2709
2710         if (!iommu)
2711                 return -ENODEV;
2712
2713         table = alloc_irq_table(devid, pdev);
2714         if (!table)
2715                 return -ENODEV;
2716
2717         if (align)
2718                 alignment = roundup_pow_of_two(count);
2719
2720         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
2721
2722         /* Scan table for free entries */
2723         for (index = ALIGN(table->min_index, alignment), c = 0;
2724              index < MAX_IRQS_PER_TABLE;) {
2725                 if (!iommu->irte_ops->is_allocated(table, index)) {
2726                         c += 1;
2727                 } else {
2728                         c     = 0;
2729                         index = ALIGN(index + 1, alignment);
2730                         continue;
2731                 }
2732
2733                 if (c == count) {
2734                         for (; c != 0; --c)
2735                                 iommu->irte_ops->set_allocated(table, index - c + 1);
2736
2737                         index -= count - 1;
2738                         goto out;
2739                 }
2740
2741                 index++;
2742         }
2743
2744         index = -ENOSPC;
2745
2746 out:
2747         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
2748
2749         return index;
2750 }
2751
2752 static int modify_irte_ga(u16 devid, int index, struct irte_ga *irte,
2753                           struct amd_ir_data *data)
2754 {
2755         bool ret;
2756         struct irq_remap_table *table;
2757         struct amd_iommu *iommu;
2758         unsigned long flags;
2759         struct irte_ga *entry;
2760
2761         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2762         if (iommu == NULL)
2763                 return -EINVAL;
2764
2765         table = get_irq_table(devid);
2766         if (!table)
2767                 return -ENOMEM;
2768
2769         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
2770
2771         entry = (struct irte_ga *)table->table;
2772         entry = &entry[index];
2773
2774         ret = cmpxchg_double(&entry->lo.val, &entry->hi.val,
2775                              entry->lo.val, entry->hi.val,
2776                              irte->lo.val, irte->hi.val);
2777         /*
2778          * We use cmpxchg16 to atomically update the 128-bit IRTE,
2779          * and it cannot be updated by the hardware or other processors
2780          * behind us, so the return value of cmpxchg16 should be the
2781          * same as the old value.
2782          */
2783         WARN_ON(!ret);
2784
2785         if (data)
2786                 data->ref = entry;
2787
2788         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
2789
2790         iommu_flush_irt(iommu, devid);
2791         iommu_completion_wait(iommu);
2792
2793         return 0;
2794 }
2795
2796 static int modify_irte(u16 devid, int index, union irte *irte)
2797 {
2798         struct irq_remap_table *table;
2799         struct amd_iommu *iommu;
2800         unsigned long flags;
2801
2802         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2803         if (iommu == NULL)
2804                 return -EINVAL;
2805
2806         table = get_irq_table(devid);
2807         if (!table)
2808                 return -ENOMEM;
2809
2810         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
2811         table->table[index] = irte->val;
2812         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
2813
2814         iommu_flush_irt(iommu, devid);
2815         iommu_completion_wait(iommu);
2816
2817         return 0;
2818 }
2819
2820 static void free_irte(u16 devid, int index)
2821 {
2822         struct irq_remap_table *table;
2823         struct amd_iommu *iommu;
2824         unsigned long flags;
2825
2826         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2827         if (iommu == NULL)
2828                 return;
2829
2830         table = get_irq_table(devid);
2831         if (!table)
2832                 return;
2833
2834         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
2835         iommu->irte_ops->clear_allocated(table, index);
2836         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
2837
2838         iommu_flush_irt(iommu, devid);
2839         iommu_completion_wait(iommu);
2840 }
2841
2842 static void irte_prepare(void *entry,
2843                          u32 delivery_mode, bool dest_mode,
2844                          u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
2845 {
2846         union irte *irte = (union irte *) entry;
2847
2848         irte->val                = 0;
2849         irte->fields.vector      = vector;
2850         irte->fields.int_type    = delivery_mode;
2851         irte->fields.destination = dest_apicid;
2852         irte->fields.dm          = dest_mode;
2853         irte->fields.valid       = 1;
2854 }
2855
2856 static void irte_ga_prepare(void *entry,
2857                             u32 delivery_mode, bool dest_mode,
2858                             u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
2859 {
2860         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
2861
2862         irte->lo.val                      = 0;
2863         irte->hi.val                      = 0;
2864         irte->lo.fields_remap.int_type    = delivery_mode;
2865         irte->lo.fields_remap.dm          = dest_mode;
2866         irte->hi.fields.vector            = vector;
2867         irte->lo.fields_remap.destination = APICID_TO_IRTE_DEST_LO(dest_apicid);
2868         irte->hi.fields.destination       = APICID_TO_IRTE_DEST_HI(dest_apicid);
2869         irte->lo.fields_remap.valid       = 1;
2870 }
2871
2872 static void irte_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
2873 {
2874         union irte *irte = (union irte *) entry;
2875
2876         irte->fields.valid = 1;
2877         modify_irte(devid, index, irte);
2878 }
2879
2880 static void irte_ga_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
2881 {
2882         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
2883
2884         irte->lo.fields_remap.valid = 1;
2885         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
2886 }
2887
2888 static void irte_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
2889 {
2890         union irte *irte = (union irte *) entry;
2891
2892         irte->fields.valid = 0;
2893         modify_irte(devid, index, irte);
2894 }
2895
2896 static void irte_ga_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
2897 {
2898         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
2899
2900         irte->lo.fields_remap.valid = 0;
2901         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
2902 }
2903
2904 static void irte_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
2905                               u8 vector, u32 dest_apicid)
2906 {
2907         union irte *irte = (union irte *) entry;
2908
2909         irte->fields.vector = vector;
2910         irte->fields.destination = dest_apicid;
2911         modify_irte(devid, index, irte);
2912 }
2913
2914 static void irte_ga_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
2915                                  u8 vector, u32 dest_apicid)
2916 {
2917         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
2918
2919         if (!irte->lo.fields_remap.guest_mode) {
2920                 irte->hi.fields.vector = vector;
2921                 irte->lo.fields_remap.destination =
2922                                         APICID_TO_IRTE_DEST_LO(dest_apicid);
2923                 irte->hi.fields.destination =
2924                                         APICID_TO_IRTE_DEST_HI(dest_apicid);
2925                 modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
2926         }
2927 }
2928
2929 #define IRTE_ALLOCATED (~1U)
2930 static void irte_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
2931 {
2932         table->table[index] = IRTE_ALLOCATED;
2933 }
2934
2935 static void irte_ga_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
2936 {
2937         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
2938         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
2939
2940         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
2941         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
2942         irte->hi.fields.vector = 0xff;
2943 }
2944
2945 static bool irte_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
2946 {
2947         union irte *ptr = (union irte *)table->table;
2948         union irte *irte = &ptr[index];
2949
2950         return irte->val != 0;
2951 }
2952
2953 static bool irte_ga_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
2954 {
2955         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
2956         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
2957
2958         return irte->hi.fields.vector != 0;
2959 }
2960
2961 static void irte_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
2962 {
2963         table->table[index] = 0;
2964 }
2965
2966 static void irte_ga_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
2967 {
2968         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
2969         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
2970
2971         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
2972         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
2973 }
2974
2975 static int get_devid(struct irq_alloc_info *info)
2976 {
2977         switch (info->type) {
2978         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
2979                 return get_ioapic_devid(info->devid);
2980         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
2981                 return get_hpet_devid(info->devid);
2982         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSI:
2983         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSIX:
2984                 return get_device_id(msi_desc_to_dev(info->desc));
2985         default:
2986                 WARN_ON_ONCE(1);
2987                 return -1;
2988         }
2989 }
2990
2991 struct irq_remap_ops amd_iommu_irq_ops = {
2992         .prepare                = amd_iommu_prepare,
2993         .enable                 = amd_iommu_enable,
2994         .disable                = amd_iommu_disable,
2995         .reenable               = amd_iommu_reenable,
2996         .enable_faulting        = amd_iommu_enable_faulting,
2997 };
2998
2999 static void fill_msi_msg(struct msi_msg *msg, u32 index)
3000 {
3001         msg->data = index;
3002         msg->address_lo = 0;
3003         msg->arch_addr_lo.base_address = X86_MSI_BASE_ADDRESS_LOW;
3004         msg->address_hi = X86_MSI_BASE_ADDRESS_HIGH;
3005 }
3006
3007 static void irq_remapping_prepare_irte(struct amd_ir_data *data,
3008                                        struct irq_cfg *irq_cfg,
3009                                        struct irq_alloc_info *info,
3010                                        int devid, int index, int sub_handle)
3011 {
3012         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
3013         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3014
3015         if (!iommu)
3016                 return;
3017
3018         data->irq_2_irte.devid = devid;
3019         data->irq_2_irte.index = index + sub_handle;
3020         iommu->irte_ops->prepare(data->entry, apic->delivery_mode,
3021                                  apic->dest_mode_logical, irq_cfg->vector,
3022                                  irq_cfg->dest_apicid, devid);
3023
3024         switch (info->type) {
3025         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
3026         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
3027         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSI:
3028         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSIX:
3029                 fill_msi_msg(&data->msi_entry, irte_info->index);
3030                 break;
3031
3032         default:
3033                 BUG_ON(1);
3034                 break;
3035         }
3036 }
3037
3038 struct amd_irte_ops irte_32_ops = {
3039         .prepare = irte_prepare,
3040         .activate = irte_activate,
3041         .deactivate = irte_deactivate,
3042         .set_affinity = irte_set_affinity,
3043         .set_allocated = irte_set_allocated,
3044         .is_allocated = irte_is_allocated,
3045         .clear_allocated = irte_clear_allocated,
3046 };
3047
3048 struct amd_irte_ops irte_128_ops = {
3049         .prepare = irte_ga_prepare,
3050         .activate = irte_ga_activate,
3051         .deactivate = irte_ga_deactivate,
3052         .set_affinity = irte_ga_set_affinity,
3053         .set_allocated = irte_ga_set_allocated,
3054         .is_allocated = irte_ga_is_allocated,
3055         .clear_allocated = irte_ga_clear_allocated,
3056 };
3057
3058 static int irq_remapping_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
3059                                unsigned int nr_irqs, void *arg)
3060 {
3061         struct irq_alloc_info *info = arg;
3062         struct irq_data *irq_data;
3063         struct amd_ir_data *data = NULL;
3064         struct irq_cfg *cfg;
3065         int i, ret, devid;
3066         int index;
3067
3068         if (!info)
3069                 return -EINVAL;
3070         if (nr_irqs > 1 && info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSI &&
3071             info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSIX)
3072                 return -EINVAL;
3073
3074         /*
3075          * With IRQ remapping enabled, don't need contiguous CPU vectors
3076          * to support multiple MSI interrupts.
3077          */
3078         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSI)
3079                 info->flags &= ~X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS;
3080
3081         devid = get_devid(info);
3082         if (devid < 0)
3083                 return -EINVAL;
3084
3085         ret = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs, arg);
3086         if (ret < 0)
3087                 return ret;
3088
3089         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC) {
3090                 struct irq_remap_table *table;
3091                 struct amd_iommu *iommu;
3092
3093                 table = alloc_irq_table(devid, NULL);
3094                 if (table) {
3095                         if (!table->min_index) {
3096                                 /*
3097                                  * Keep the first 32 indexes free for IOAPIC
3098                                  * interrupts.
3099                                  */
3100                                 table->min_index = 32;
3101                                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3102                                 for (i = 0; i < 32; ++i)
3103                                         iommu->irte_ops->set_allocated(table, i);
3104                         }
3105                         WARN_ON(table->min_index != 32);
3106                         index = info->ioapic.pin;
3107                 } else {
3108                         index = -ENOMEM;
3109                 }
3110         } else if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSI ||
3111                    info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSIX) {
3112                 bool align = (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSI);
3113
3114                 index = alloc_irq_index(devid, nr_irqs, align,
3115                                         msi_desc_to_pci_dev(info->desc));
3116         } else {
3117                 index = alloc_irq_index(devid, nr_irqs, false, NULL);
3118         }
3119
3120         if (index < 0) {
3121                 pr_warn("Failed to allocate IRTE\n");
3122                 ret = index;
3123                 goto out_free_parent;
3124         }
3125
3126         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
3127                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
3128                 cfg = irq_data ? irqd_cfg(irq_data) : NULL;
3129                 if (!cfg) {
3130                         ret = -EINVAL;
3131                         goto out_free_data;
3132                 }
3133
3134                 ret = -ENOMEM;
3135                 data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
3136                 if (!data)
3137                         goto out_free_data;
3138
3139                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
3140                         data->entry = kzalloc(sizeof(union irte), GFP_KERNEL);
3141                 else
3142                         data->entry = kzalloc(sizeof(struct irte_ga),
3143                                                      GFP_KERNEL);
3144                 if (!data->entry) {
3145                         kfree(data);
3146                         goto out_free_data;
3147                 }
3148
3149                 irq_data->hwirq = (devid << 16) + i;
3150                 irq_data->chip_data = data;
3151                 irq_data->chip = &amd_ir_chip;
3152                 irq_remapping_prepare_irte(data, cfg, info, devid, index, i);
3153                 irq_set_status_flags(virq + i, IRQ_MOVE_PCNTXT);
3154         }
3155
3156         return 0;
3157
3158 out_free_data:
3159         for (i--; i >= 0; i--) {
3160                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
3161                 if (irq_data)
3162                         kfree(irq_data->chip_data);
3163         }
3164         for (i = 0; i < nr_irqs; i++)
3165                 free_irte(devid, index + i);
3166 out_free_parent:
3167         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
3168         return ret;
3169 }
3170
3171 static void irq_remapping_free(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
3172                                unsigned int nr_irqs)
3173 {
3174         struct irq_2_irte *irte_info;
3175         struct irq_data *irq_data;
3176         struct amd_ir_data *data;
3177         int i;
3178
3179         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
3180                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq  + i);
3181                 if (irq_data && irq_data->chip_data) {
3182                         data = irq_data->chip_data;
3183                         irte_info = &data->irq_2_irte;
3184                         free_irte(irte_info->devid, irte_info->index);
3185                         kfree(data->entry);
3186                         kfree(data);
3187                 }
3188         }
3189         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
3190 }
3191
3192 static void amd_ir_update_irte(struct irq_data *irqd, struct amd_iommu *iommu,
3193                                struct amd_ir_data *ir_data,
3194                                struct irq_2_irte *irte_info,
3195                                struct irq_cfg *cfg);
3196
3197 static int irq_remapping_activate(struct irq_domain *domain,
3198                                   struct irq_data *irq_data, bool reserve)
3199 {
3200         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
3201         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
3202         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
3203         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(irq_data);
3204
3205         if (!iommu)
3206                 return 0;
3207
3208         iommu->irte_ops->activate(data->entry, irte_info->devid,
3209                                   irte_info->index);
3210         amd_ir_update_irte(irq_data, iommu, data, irte_info, cfg);
3211         return 0;
3212 }
3213
3214 static void irq_remapping_deactivate(struct irq_domain *domain,
3215                                      struct irq_data *irq_data)
3216 {
3217         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
3218         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
3219         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
3220
3221         if (iommu)
3222                 iommu->irte_ops->deactivate(data->entry, irte_info->devid,
3223                                             irte_info->index);
3224 }
3225
3226 static int irq_remapping_select(struct irq_domain *d, struct irq_fwspec *fwspec,
3227                                 enum irq_domain_bus_token bus_token)
3228 {
3229         struct amd_iommu *iommu;
3230         int devid = -1;
3231
3232         if (!amd_iommu_irq_remap)
3233                 return 0;
3234
3235         if (x86_fwspec_is_ioapic(fwspec))
3236                 devid = get_ioapic_devid(fwspec->param[0]);
3237         else if (x86_fwspec_is_hpet(fwspec))
3238                 devid = get_hpet_devid(fwspec->param[0]);
3239
3240         if (devid < 0)
3241                 return 0;
3242
3243         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3244         return iommu && iommu->ir_domain == d;
3245 }
3246
3247 static const struct irq_domain_ops amd_ir_domain_ops = {
3248         .select = irq_remapping_select,
3249         .alloc = irq_remapping_alloc,
3250         .free = irq_remapping_free,
3251         .activate = irq_remapping_activate,
3252         .deactivate = irq_remapping_deactivate,
3253 };
3254
3255 int amd_iommu_activate_guest_mode(void *data)
3256 {
3257         struct amd_ir_data *ir_data = (struct amd_ir_data *)data;
3258         struct irte_ga *entry = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
3259         u64 valid;
3260
3261         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) ||
3262             !entry || entry->lo.fields_vapic.guest_mode)
3263                 return 0;
3264
3265         valid = entry->lo.fields_vapic.valid;
3266
3267         entry->lo.val = 0;
3268         entry->hi.val = 0;
3269
3270         entry->lo.fields_vapic.valid       = valid;
3271         entry->lo.fields_vapic.guest_mode  = 1;
3272         entry->lo.fields_vapic.ga_log_intr = 1;
3273         entry->hi.fields.ga_root_ptr       = ir_data->ga_root_ptr;
3274         entry->hi.fields.vector            = ir_data->ga_vector;
3275         entry->lo.fields_vapic.ga_tag      = ir_data->ga_tag;
3276
3277         return modify_irte_ga(ir_data->irq_2_irte.devid,
3278                               ir_data->irq_2_irte.index, entry, ir_data);
3279 }
3280 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_activate_guest_mode);
3281
3282 int amd_iommu_deactivate_guest_mode(void *data)
3283 {
3284         struct amd_ir_data *ir_data = (struct amd_ir_data *)data;
3285         struct irte_ga *entry = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
3286         struct irq_cfg *cfg = ir_data->cfg;
3287         u64 valid;
3288
3289         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) ||
3290             !entry || !entry->lo.fields_vapic.guest_mode)
3291                 return 0;
3292
3293         valid = entry->lo.fields_remap.valid;
3294
3295         entry->lo.val = 0;
3296         entry->hi.val = 0;
3297
3298         entry->lo.fields_remap.valid       = valid;
3299         entry->lo.fields_remap.dm          = apic->dest_mode_logical;
3300         entry->lo.fields_remap.int_type    = apic->delivery_mode;
3301         entry->hi.fields.vector            = cfg->vector;
3302         entry->lo.fields_remap.destination =
3303                                 APICID_TO_IRTE_DEST_LO(cfg->dest_apicid);
3304         entry->hi.fields.destination =
3305                                 APICID_TO_IRTE_DEST_HI(cfg->dest_apicid);
3306
3307         return modify_irte_ga(ir_data->irq_2_irte.devid,
3308                               ir_data->irq_2_irte.index, entry, ir_data);
3309 }
3310 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_deactivate_guest_mode);
3311
3312 static int amd_ir_set_vcpu_affinity(struct irq_data *data, void *vcpu_info)
3313 {
3314         int ret;
3315         struct amd_iommu *iommu;
3316         struct amd_iommu_pi_data *pi_data = vcpu_info;
3317         struct vcpu_data *vcpu_pi_info = pi_data->vcpu_data;
3318         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
3319         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
3320         struct iommu_dev_data *dev_data = search_dev_data(irte_info->devid);
3321
3322         /* Note:
3323          * This device has never been set up for guest mode.
3324          * we should not modify the IRTE
3325          */
3326         if (!dev_data || !dev_data->use_vapic)
3327                 return 0;
3328
3329         ir_data->cfg = irqd_cfg(data);
3330         pi_data->ir_data = ir_data;
3331
3332         /* Note:
3333          * SVM tries to set up for VAPIC mode, but we are in
3334          * legacy mode. So, we force legacy mode instead.
3335          */
3336         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
3337                 pr_debug("%s: Fall back to using intr legacy remap\n",
3338                          __func__);
3339                 pi_data->is_guest_mode = false;
3340         }
3341
3342         iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
3343         if (iommu == NULL)
3344                 return -EINVAL;
3345
3346         pi_data->prev_ga_tag = ir_data->cached_ga_tag;
3347         if (pi_data->is_guest_mode) {
3348                 ir_data->ga_root_ptr = (pi_data->base >> 12);
3349                 ir_data->ga_vector = vcpu_pi_info->vector;
3350                 ir_data->ga_tag = pi_data->ga_tag;
3351                 ret = amd_iommu_activate_guest_mode(ir_data);
3352                 if (!ret)
3353                         ir_data->cached_ga_tag = pi_data->ga_tag;
3354         } else {
3355                 ret = amd_iommu_deactivate_guest_mode(ir_data);
3356
3357                 /*
3358                  * This communicates the ga_tag back to the caller
3359                  * so that it can do all the necessary clean up.
3360                  */
3361                 if (!ret)
3362                         ir_data->cached_ga_tag = 0;
3363         }
3364
3365         return ret;
3366 }
3367
3368
3369 static void amd_ir_update_irte(struct irq_data *irqd, struct amd_iommu *iommu,
3370                                struct amd_ir_data *ir_data,
3371                                struct irq_2_irte *irte_info,
3372                                struct irq_cfg *cfg)
3373 {
3374
3375         /*
3376          * Atomically updates the IRTE with the new destination, vector
3377          * and flushes the interrupt entry cache.
3378          */
3379         iommu->irte_ops->set_affinity(ir_data->entry, irte_info->devid,
3380                                       irte_info->index, cfg->vector,
3381                                       cfg->dest_apicid);
3382 }
3383
3384 static int amd_ir_set_affinity(struct irq_data *data,
3385                                const struct cpumask *mask, bool force)
3386 {
3387         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
3388         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
3389         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
3390         struct irq_data *parent = data->parent_data;
3391         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
3392         int ret;
3393
3394         if (!iommu)
3395                 return -ENODEV;
3396
3397         ret = parent->chip->irq_set_affinity(parent, mask, force);
3398         if (ret < 0 || ret == IRQ_SET_MASK_OK_DONE)
3399                 return ret;
3400
3401         amd_ir_update_irte(data, iommu, ir_data, irte_info, cfg);
3402         /*
3403          * After this point, all the interrupts will start arriving
3404          * at the new destination. So, time to cleanup the previous
3405          * vector allocation.
3406          */
3407         send_cleanup_vector(cfg);
3408
3409         return IRQ_SET_MASK_OK_DONE;
3410 }
3411
3412 static void ir_compose_msi_msg(struct irq_data *irq_data, struct msi_msg *msg)
3413 {
3414         struct amd_ir_data *ir_data = irq_data->chip_data;
3415
3416         *msg = ir_data->msi_entry;
3417 }
3418
3419 static struct irq_chip amd_ir_chip = {
3420         .name                   = "AMD-IR",
3421         .irq_ack                = apic_ack_irq,
3422         .irq_set_affinity       = amd_ir_set_affinity,
3423         .irq_set_vcpu_affinity  = amd_ir_set_vcpu_affinity,
3424         .irq_compose_msi_msg    = ir_compose_msi_msg,
3425 };
3426
3427 int amd_iommu_create_irq_domain(struct amd_iommu *iommu)
3428 {
3429         struct fwnode_handle *fn;
3430
3431         fn = irq_domain_alloc_named_id_fwnode("AMD-IR", iommu->index);
3432         if (!fn)
3433                 return -ENOMEM;
3434         iommu->ir_domain = irq_domain_create_tree(fn, &amd_ir_domain_ops, iommu);
3435         if (!iommu->ir_domain) {
3436                 irq_domain_free_fwnode(fn);
3437                 return -ENOMEM;
3438         }
3439
3440         iommu->ir_domain->parent = arch_get_ir_parent_domain();
3441         iommu->msi_domain = arch_create_remap_msi_irq_domain(iommu->ir_domain,
3442                                                              "AMD-IR-MSI",
3443                                                              iommu->index);
3444         return 0;
3445 }
3446
3447 int amd_iommu_update_ga(int cpu, bool is_run, void *data)
3448 {
3449         unsigned long flags;
3450         struct amd_iommu *iommu;
3451         struct irq_remap_table *table;
3452         struct amd_ir_data *ir_data = (struct amd_ir_data *)data;
3453         int devid = ir_data->irq_2_irte.devid;
3454         struct irte_ga *entry = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
3455         struct irte_ga *ref = (struct irte_ga *) ir_data->ref;
3456
3457         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) ||
3458             !ref || !entry || !entry->lo.fields_vapic.guest_mode)
3459                 return 0;
3460
3461         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3462         if (!iommu)
3463                 return -ENODEV;
3464
3465         table = get_irq_table(devid);
3466         if (!table)
3467                 return -ENODEV;
3468
3469         raw_spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3470
3471         if (ref->lo.fields_vapic.guest_mode) {
3472                 if (cpu >= 0) {
3473                         ref->lo.fields_vapic.destination =
3474                                                 APICID_TO_IRTE_DEST_LO(cpu);
3475                         ref->hi.fields.destination =
3476                                                 APICID_TO_IRTE_DEST_HI(cpu);
3477                 }
3478                 ref->lo.fields_vapic.is_run = is_run;
3479                 barrier();
3480         }
3481
3482         raw_spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3483
3484         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3485         iommu_completion_wait(iommu);
3486         return 0;
3487 }
3488 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_update_ga);
3489 #endif