drivers/iommu/amd_iommu.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Author: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
   4  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
   8  * by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  18  */
  19
  20 #include <linux/ratelimit.h>
  21 #include <linux/pci.h>
  22 #include <linux/acpi.h>
  23 #include <linux/amba/bus.h>
  24 #include <linux/platform_device.h>
  25 #include <linux/pci-ats.h>
  26 #include <linux/bitmap.h>
  27 #include <linux/slab.h>
  28 #include <linux/debugfs.h>
  29 #include <linux/scatterlist.h>
  30 #include <linux/dma-mapping.h>
  31 #include <linux/iommu-helper.h>
  32 #include <linux/iommu.h>
  33 #include <linux/delay.h>
  34 #include <linux/amd-iommu.h>
  35 #include <linux/notifier.h>
  36 #include <linux/export.h>
  37 #include <linux/irq.h>
  38 #include <linux/msi.h>
  39 #include <linux/dma-contiguous.h>
  40 #include <linux/irqdomain.h>
  41 #include <linux/percpu.h>
  42 #include <linux/iova.h>
  43 #include <asm/irq_remapping.h>
  44 #include <asm/io_apic.h>
  45 #include <asm/apic.h>
  46 #include <asm/hw_irq.h>
  47 #include <asm/msidef.h>
  48 #include <asm/proto.h>
  49 #include <asm/iommu.h>
  50 #include <asm/gart.h>
  51 #include <asm/dma.h>
  52
  53 #include "amd_iommu_proto.h"
  54 #include "amd_iommu_types.h"
  55 #include "irq_remapping.h"
  56
  57 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
  58
  59 #define LOOP_TIMEOUT    100000
  60
  61 /* IO virtual address start page frame number */
  62 #define IOVA_START_PFN          (1)
  63 #define IOVA_PFN(addr)          ((addr) >> PAGE_SHIFT)
  64 #define DMA_32BIT_PFN           IOVA_PFN(DMA_BIT_MASK(32))
  65
  66 /* Reserved IOVA ranges */
  67 #define MSI_RANGE_START         (0xfee00000)
  68 #define MSI_RANGE_END           (0xfeefffff)
  69 #define HT_RANGE_START          (0xfd00000000ULL)
  70 #define HT_RANGE_END            (0xffffffffffULL)
  71
  72 /*
  73  * This bitmap is used to advertise the page sizes our hardware support
  74  * to the IOMMU core, which will then use this information to split
  75  * physically contiguous memory regions it is mapping into page sizes
  76  * that we support.
  77  *
  78  * 512GB Pages are not supported due to a hardware bug
  79  */
  80 #define AMD_IOMMU_PGSIZES       ((~0xFFFUL) & ~(2ULL << 38))
  81
  82 static DEFINE_RWLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
  83
  84 /* List of all available dev_data structures */
  85 static LIST_HEAD(dev_data_list);
  86 static DEFINE_SPINLOCK(dev_data_list_lock);
  87
  88 LIST_HEAD(ioapic_map);
  89 LIST_HEAD(hpet_map);
  90 LIST_HEAD(acpihid_map);
  91
  92 #define FLUSH_QUEUE_SIZE 256
  93
  94 struct flush_queue_entry {
  95         unsigned long iova_pfn;
  96         unsigned long pages;
  97         struct dma_ops_domain *dma_dom;
  98 };
  99
 100 struct flush_queue {
 101         spinlock_t lock;
 102         unsigned next;
 103         struct flush_queue_entry *entries;
 104 };
 105
 106 static DEFINE_PER_CPU(struct flush_queue, flush_queue);
 107
 108 static atomic_t queue_timer_on;
 109 static struct timer_list queue_timer;
 110
 111 /*
 112  * Domain for untranslated devices - only allocated
 113  * if iommu=pt passed on kernel cmd line.
 114  */
 115 const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
 116
 117 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(ppr_notifier);
 118 int amd_iommu_max_glx_val = -1;
 119
 120 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops;
 121
 122 /*
 123  * This struct contains device specific data for the IOMMU
 124  */
 125 struct iommu_dev_data {
 126         struct list_head list;            /* For domain->dev_list */
 127         struct list_head dev_data_list;   /* For global dev_data_list */
 128         struct protection_domain *domain; /* Domain the device is bound to */
 129         u16 devid;                        /* PCI Device ID */
 130         u16 alias;                        /* Alias Device ID */
 131         bool iommu_v2;                    /* Device can make use of IOMMUv2 */
 132         bool passthrough;                 /* Device is identity mapped */
 133         struct {
 134                 bool enabled;
 135                 int qdep;
 136         } ats;                            /* ATS state */
 137         bool pri_tlp;                     /* PASID TLB required for
 138                                              PPR completions */
 139         u32 errata;                       /* Bitmap for errata to apply */
 140         bool use_vapic;                   /* Enable device to use vapic mode */
 141 };
 142
 143 /*
 144  * general struct to manage commands send to an IOMMU
 145  */
 146 struct iommu_cmd {
 147         u32 data[4];
 148 };
 149
 150 struct kmem_cache *amd_iommu_irq_cache;
 151
 152 static void update_domain(struct protection_domain *domain);
 153 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain);
 154 static void detach_device(struct device *dev);
 155
 156 /*
 157  * Data container for a dma_ops specific protection domain
 158  */
 159 struct dma_ops_domain {
 160         /* generic protection domain information */
 161         struct protection_domain domain;
 162
 163         /* IOVA RB-Tree */
 164         struct iova_domain iovad;
 165 };
 166
 167 static struct iova_domain reserved_iova_ranges;
 168 static struct lock_class_key reserved_rbtree_key;
 169
 170 /****************************************************************************
 171  *
 172  * Helper functions
 173  *
 174  ****************************************************************************/
 175
 176 static inline int match_hid_uid(struct device *dev,
 177                                 struct acpihid_map_entry *entry)
 178 {
 179         const char *hid, *uid;
 180
 181         hid = acpi_device_hid(ACPI_COMPANION(dev));
 182         uid = acpi_device_uid(ACPI_COMPANION(dev));
 183
 184         if (!hid || !(*hid))
 185                 return -ENODEV;
 186
 187         if (!uid || !(*uid))
 188                 return strcmp(hid, entry->hid);
 189
 190         if (!(*entry->uid))
 191                 return strcmp(hid, entry->hid);
 192
 193         return (strcmp(hid, entry->hid) || strcmp(uid, entry->uid));
 194 }
 195
 196 static inline u16 get_pci_device_id(struct device *dev)
 197 {
 198         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 199
 200         return PCI_DEVID(pdev->bus->number, pdev->devfn);
 201 }
 202
 203 static inline int get_acpihid_device_id(struct device *dev,
 204                                         struct acpihid_map_entry **entry)
 205 {
 206         struct acpihid_map_entry *p;
 207
 208         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 209                 if (!match_hid_uid(dev, p)) {
 210                         if (entry)
 211                                 *entry = p;
 212                         return p->devid;
 213                 }
 214         }
 215         return -EINVAL;
 216 }
 217
 218 static inline int get_device_id(struct device *dev)
 219 {
 220         int devid;
 221
 222         if (dev_is_pci(dev))
 223                 devid = get_pci_device_id(dev);
 224         else
 225                 devid = get_acpihid_device_id(dev, NULL);
 226
 227         return devid;
 228 }
 229
 230 static struct protection_domain *to_pdomain(struct iommu_domain *dom)
 231 {
 232         return container_of(dom, struct protection_domain, domain);
 233 }
 234
 235 static struct dma_ops_domain* to_dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
 236 {
 237         BUG_ON(domain->flags != PD_DMA_OPS_MASK);
 238         return container_of(domain, struct dma_ops_domain, domain);
 239 }
 240
 241 static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
 242 {
 243         struct iommu_dev_data *dev_data;
 244         unsigned long flags;
 245
 246         dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
 247         if (!dev_data)
 248                 return NULL;
 249
 250         dev_data->devid = devid;
 251
 252         spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
 253         list_add_tail(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
 254         spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
 255
 256         return dev_data;
 257 }
 258
 259 static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
 260 {
 261         struct iommu_dev_data *dev_data;
 262         unsigned long flags;
 263
 264         spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
 265         list_for_each_entry(dev_data, &dev_data_list, dev_data_list) {
 266                 if (dev_data->devid == devid)
 267                         goto out_unlock;
 268         }
 269
 270         dev_data = NULL;
 271
 272 out_unlock:
 273         spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
 274
 275         return dev_data;
 276 }
 277
 278 static int __last_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *data)
 279 {
 280         *(u16 *)data = alias;
 281         return 0;
 282 }
 283
 284 static u16 get_alias(struct device *dev)
 285 {
 286         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 287         u16 devid, ivrs_alias, pci_alias;
 288
 289         /* The callers make sure that get_device_id() does not fail here */
 290         devid = get_device_id(dev);
 291         ivrs_alias = amd_iommu_alias_table[devid];
 292         pci_for_each_dma_alias(pdev, __last_alias, &pci_alias);
 293
 294         if (ivrs_alias == pci_alias)
 295                 return ivrs_alias;
 296
 297         /*
 298          * DMA alias showdown
 299          *
 300          * The IVRS is fairly reliable in telling us about aliases, but it
 301          * can't know about every screwy device.  If we don't have an IVRS
 302          * reported alias, use the PCI reported alias.  In that case we may
 303          * still need to initialize the rlookup and dev_table entries if the
 304          * alias is to a non-existent device.
 305          */
 306         if (ivrs_alias == devid) {
 307                 if (!amd_iommu_rlookup_table[pci_alias]) {
 308                         amd_iommu_rlookup_table[pci_alias] =
 309                                 amd_iommu_rlookup_table[devid];
 310                         memcpy(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data,
 311                                amd_iommu_dev_table[devid].data,
 312                                sizeof(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data));
 313                 }
 314
 315                 return pci_alias;
 316         }
 317
 318         pr_info("AMD-Vi: Using IVRS reported alias %02x:%02x.%d "
 319                 "for device %s[%04x:%04x], kernel reported alias "
 320                 "%02x:%02x.%d\n", PCI_BUS_NUM(ivrs_alias), PCI_SLOT(ivrs_alias),
 321                 PCI_FUNC(ivrs_alias), dev_name(dev), pdev->vendor, pdev->device,
 322                 PCI_BUS_NUM(pci_alias), PCI_SLOT(pci_alias),
 323                 PCI_FUNC(pci_alias));
 324
 325         /*
 326          * If we don't have a PCI DMA alias and the IVRS alias is on the same
 327          * bus, then the IVRS table may know about a quirk that we don't.
 328          */
 329         if (pci_alias == devid &&
 330             PCI_BUS_NUM(ivrs_alias) == pdev->bus->number) {
 331                 pci_add_dma_alias(pdev, ivrs_alias & 0xff);
 332                 pr_info("AMD-Vi: Added PCI DMA alias %02x.%d for %s\n",
 333                         PCI_SLOT(ivrs_alias), PCI_FUNC(ivrs_alias),
 334                         dev_name(dev));
 335         }
 336
 337         return ivrs_alias;
 338 }
 339
 340 static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
 341 {
 342         struct iommu_dev_data *dev_data;
 343
 344         dev_data = search_dev_data(devid);
 345
 346         if (dev_data == NULL)
 347                 dev_data = alloc_dev_data(devid);
 348
 349         return dev_data;
 350 }
 351
 352 static struct iommu_dev_data *get_dev_data(struct device *dev)
 353 {
 354         return dev->archdata.iommu;
 355 }
 356
 357 /*
 358 * Find or create an IOMMU group for a acpihid device.
 359 */
 360 static struct iommu_group *acpihid_device_group(struct device *dev)
 361 {
 362         struct acpihid_map_entry *p, *entry = NULL;
 363         int devid;
 364
 365         devid = get_acpihid_device_id(dev, &entry);
 366         if (devid < 0)
 367                 return ERR_PTR(devid);
 368
 369         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
 370                 if ((devid == p->devid) && p->group)
 371                         entry->group = p->group;
 372         }
 373
 374         if (!entry->group)
 375                 entry->group = generic_device_group(dev);
 376         else
 377                 iommu_group_ref_get(entry->group);
 378
 379         return entry->group;
 380 }
 381
 382 static bool pci_iommuv2_capable(struct pci_dev *pdev)
 383 {
 384         static const int caps[] = {
 385                 PCI_EXT_CAP_ID_ATS,
 386                 PCI_EXT_CAP_ID_PRI,
 387                 PCI_EXT_CAP_ID_PASID,
 388         };
 389         int i, pos;
 390
 391         for (i = 0; i < 3; ++i) {
 392                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, caps[i]);
 393                 if (pos == 0)
 394                         return false;
 395         }
 396
 397         return true;
 398 }
 399
 400 static bool pdev_pri_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
 401 {
 402         struct iommu_dev_data *dev_data;
 403
 404         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
 405
 406         return dev_data->errata & (1 << erratum) ? true : false;
 407 }
 408
 409 /*
 410  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
 411  * avoid dereferencing invalid pointers.
 412  */
 413 static bool check_device(struct device *dev)
 414 {
 415         int devid;
 416
 417         if (!dev || !dev->dma_mask)
 418                 return false;
 419
 420         devid = get_device_id(dev);
 421         if (devid < 0)
 422                 return false;
 423
 424         /* Out of our scope? */
 425         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 426                 return false;
 427
 428         if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
 429                 return false;
 430
 431         return true;
 432 }
 433
 434 static void init_iommu_group(struct device *dev)
 435 {
 436         struct iommu_group *group;
 437
 438         group = iommu_group_get_for_dev(dev);
 439         if (IS_ERR(group))
 440                 return;
 441
 442         iommu_group_put(group);
 443 }
 444
 445 static int iommu_init_device(struct device *dev)
 446 {
 447         struct iommu_dev_data *dev_data;
 448         struct amd_iommu *iommu;
 449         int devid;
 450
 451         if (dev->archdata.iommu)
 452                 return 0;
 453
 454         devid = get_device_id(dev);
 455         if (devid < 0)
 456                 return devid;
 457
 458         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 459
 460         dev_data = find_dev_data(devid);
 461         if (!dev_data)
 462                 return -ENOMEM;
 463
 464         dev_data->alias = get_alias(dev);
 465
 466         if (dev_is_pci(dev) && pci_iommuv2_capable(to_pci_dev(dev))) {
 467                 struct amd_iommu *iommu;
 468
 469                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
 470                 dev_data->iommu_v2 = iommu->is_iommu_v2;
 471         }
 472
 473         dev->archdata.iommu = dev_data;
 474
 475         iommu_device_link(&iommu->iommu, dev);
 476
 477         return 0;
 478 }
 479
 480 static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
 481 {
 482         u16 alias;
 483         int devid;
 484
 485         devid = get_device_id(dev);
 486         if (devid < 0)
 487                 return;
 488
 489         alias = get_alias(dev);
 490
 491         memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 492         memset(&amd_iommu_dev_table[alias], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 493
 494         amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
 495         amd_iommu_rlookup_table[alias] = NULL;
 496 }
 497
 498 static void iommu_uninit_device(struct device *dev)
 499 {
 500         struct iommu_dev_data *dev_data;
 501         struct amd_iommu *iommu;
 502         int devid;
 503
 504         devid = get_device_id(dev);
 505         if (devid < 0)
 506                 return;
 507
 508         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 509
 510         dev_data = search_dev_data(devid);
 511         if (!dev_data)
 512                 return;
 513
 514         if (dev_data->domain)
 515                 detach_device(dev);
 516
 517         iommu_device_unlink(&iommu->iommu, dev);
 518
 519         iommu_group_remove_device(dev);
 520
 521         /* Remove dma-ops */
 522         dev->dma_ops = NULL;
 523
 524         /*
 525          * We keep dev_data around for unplugged devices and reuse it when the
 526          * device is re-plugged - not doing so would introduce a ton of races.
 527          */
 528 }
 529
 530 /****************************************************************************
 531  *
 532  * Interrupt handling functions
 533  *
 534  ****************************************************************************/
 535
 536 static void dump_dte_entry(u16 devid)
 537 {
 538         int i;
 539
 540         for (i = 0; i < 4; ++i)
 541                 pr_err("AMD-Vi: DTE[%d]: %016llx\n", i,
 542                         amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
 543 }
 544
 545 static void dump_command(unsigned long phys_addr)
 546 {
 547         struct iommu_cmd *cmd = phys_to_virt(phys_addr);
 548         int i;
 549
 550         for (i = 0; i < 4; ++i)
 551                 pr_err("AMD-Vi: CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
 552 }
 553
 554 static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
 555 {
 556         int type, devid, domid, flags;
 557         volatile u32 *event = __evt;
 558         int count = 0;
 559         u64 address;
 560
 561 retry:
 562         type    = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
 563         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 564         domid   = (event[1] >> EVENT_DOMID_SHIFT) & EVENT_DOMID_MASK;
 565         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 566         address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
 567
 568         if (type == 0) {
 569                 /* Did we hit the erratum? */
 570                 if (++count == LOOP_TIMEOUT) {
 571                         pr_err("AMD-Vi: No event written to event log\n");
 572                         return;
 573                 }
 574                 udelay(1);
 575                 goto retry;
 576         }
 577
 578         printk(KERN_ERR "AMD-Vi: Event logged [");
 579
 580         switch (type) {
 581         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
 582                 printk("ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x "
 583                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 584                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 585                        address, flags);
 586                 dump_dte_entry(devid);
 587                 break;
 588         case EVENT_TYPE_IO_FAULT:
 589                 printk("IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x "
 590                        "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 591                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 592                        domid, address, flags);
 593                 break;
 594         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
 595                 printk("DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 596                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 597                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 598                        address, flags);
 599                 break;
 600         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
 601                 printk("PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 602                        "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 603                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 604                        domid, address, flags);
 605                 break;
 606         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
 607                 printk("ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%016llx]\n", address);
 608                 dump_command(address);
 609                 break;
 610         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
 611                 printk("COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%016llx "
 612                        "flags=0x%04x]\n", address, flags);
 613                 break;
 614         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
 615                 printk("IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x "
 616                        "address=0x%016llx]\n",
 617                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 618                        address);
 619                 break;
 620         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
 621                 printk("INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x "
 622                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 623                        PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 624                        address, flags);
 625                 break;
 626         default:
 627                 printk(KERN_ERR "UNKNOWN type=0x%02x]\n", type);
 628         }
 629
 630         memset(__evt, 0, 4 * sizeof(u32));
 631 }
 632
 633 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
 634 {
 635         u32 head, tail;
 636
 637         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 638         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 639
 640         while (head != tail) {
 641                 iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
 642                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % EVT_BUFFER_SIZE;
 643         }
 644
 645         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 646 }
 647
 648 static void iommu_handle_ppr_entry(struct amd_iommu *iommu, u64 *raw)
 649 {
 650         struct amd_iommu_fault fault;
 651
 652         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != PPR_REQ_FAULT) {
 653                 pr_err_ratelimited("AMD-Vi: Unknown PPR request received\n");
 654                 return;
 655         }
 656
 657         fault.address   = raw[1];
 658         fault.pasid     = PPR_PASID(raw[0]);
 659         fault.device_id = PPR_DEVID(raw[0]);
 660         fault.tag       = PPR_TAG(raw[0]);
 661         fault.flags     = PPR_FLAGS(raw[0]);
 662
 663         atomic_notifier_call_chain(&ppr_notifier, 0, &fault);
 664 }
 665
 666 static void iommu_poll_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 667 {
 668         u32 head, tail;
 669
 670         if (iommu->ppr_log == NULL)
 671                 return;
 672
 673         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 674         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 675
 676         while (head != tail) {
 677                 volatile u64 *raw;
 678                 u64 entry[2];
 679                 int i;
 680
 681                 raw = (u64 *)(iommu->ppr_log + head);
 682
 683                 /*
 684                  * Hardware bug: Interrupt may arrive before the entry is
 685                  * written to memory. If this happens we need to wait for the
 686                  * entry to arrive.
 687                  */
 688                 for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
 689                         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != 0)
 690                                 break;
 691                         udelay(1);
 692                 }
 693
 694                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 695                 entry[0] = raw[0];
 696                 entry[1] = raw[1];
 697
 698                 /*
 699                  * To detect the hardware bug we need to clear the entry
 700                  * back to zero.
 701                  */
 702                 raw[0] = raw[1] = 0UL;
 703
 704                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 705                 head = (head + PPR_ENTRY_SIZE) % PPR_LOG_SIZE;
 706                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 707
 708                 /* Handle PPR entry */
 709                 iommu_handle_ppr_entry(iommu, entry);
 710
 711                 /* Refresh ring-buffer information */
 712                 head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 713                 tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 714         }
 715 }
 716
 717 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 718 static int (*iommu_ga_log_notifier)(u32);
 719
 720 int amd_iommu_register_ga_log_notifier(int (*notifier)(u32))
 721 {
 722         iommu_ga_log_notifier = notifier;
 723
 724         return 0;
 725 }
 726 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ga_log_notifier);
 727
 728 static void iommu_poll_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
 729 {
 730         u32 head, tail, cnt = 0;
 731
 732         if (iommu->ga_log == NULL)
 733                 return;
 734
 735         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 736         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
 737
 738         while (head != tail) {
 739                 volatile u64 *raw;
 740                 u64 log_entry;
 741
 742                 raw = (u64 *)(iommu->ga_log + head);
 743                 cnt++;
 744
 745                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 746                 log_entry = *raw;
 747
 748                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 749                 head = (head + GA_ENTRY_SIZE) % GA_LOG_SIZE;
 750                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
 751
 752                 /* Handle GA entry */
 753                 switch (GA_REQ_TYPE(log_entry)) {
 754                 case GA_GUEST_NR:
 755                         if (!iommu_ga_log_notifier)
 756                                 break;
 757
 758                         pr_debug("AMD-Vi: %s: devid=%#x, ga_tag=%#x\n",
 759                                  __func__, GA_DEVID(log_entry),
 760                                  GA_TAG(log_entry));
 761
 762                         if (iommu_ga_log_notifier(GA_TAG(log_entry)) != 0)
 763                                 pr_err("AMD-Vi: GA log notifier failed.\n");
 764                         break;
 765                 default:
 766                         break;
 767                 }
 768         }
 769 }
 770 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
 771
 772 #define AMD_IOMMU_INT_MASK      \
 773         (MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK | \
 774          MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK | \
 775          MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK)
 776
 777 irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
 778 {
 779         struct amd_iommu *iommu = (struct amd_iommu *) data;
 780         u32 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 781
 782         while (status & AMD_IOMMU_INT_MASK) {
 783                 /* Enable EVT and PPR and GA interrupts again */
 784                 writel(AMD_IOMMU_INT_MASK,
 785                         iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 786
 787                 if (status & MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK) {
 788                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU Event Log\n");
 789                         iommu_poll_events(iommu);
 790                 }
 791
 792                 if (status & MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK) {
 793                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU PPR Log\n");
 794                         iommu_poll_ppr_log(iommu);
 795                 }
 796
 797 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 798                 if (status & MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK) {
 799                         pr_devel("AMD-Vi: Processing IOMMU GA Log\n");
 800                         iommu_poll_ga_log(iommu);
 801                 }
 802 #endif
 803
 804                 /*
 805                  * Hardware bug: ERBT1312
 806                  * When re-enabling interrupt (by writing 1
 807                  * to clear the bit), the hardware might also try to set
 808                  * the interrupt bit in the event status register.
 809                  * In this scenario, the bit will be set, and disable
 810                  * subsequent interrupts.
 811                  *
 812                  * Workaround: The IOMMU driver should read back the
 813                  * status register and check if the interrupt bits are cleared.
 814                  * If not, driver will need to go through the interrupt handler
 815                  * again and re-clear the bits
 816                  */
 817                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 818         }
 819         return IRQ_HANDLED;
 820 }
 821
 822 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
 823 {
 824         return IRQ_WAKE_THREAD;
 825 }
 826
 827 /****************************************************************************
 828  *
 829  * IOMMU command queuing functions
 830  *
 831  ****************************************************************************/
 832
 833 static int wait_on_sem(volatile u64 *sem)
 834 {
 835         int i = 0;
 836
 837         while (*sem == 0 && i < LOOP_TIMEOUT) {
 838                 udelay(1);
 839                 i += 1;
 840         }
 841
 842         if (i == LOOP_TIMEOUT) {
 843                 pr_alert("AMD-Vi: Completion-Wait loop timed out\n");
 844                 return -EIO;
 845         }
 846
 847         return 0;
 848 }
 849
 850 static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
 851                                struct iommu_cmd *cmd,
 852                                u32 tail)
 853 {
 854         u8 *target;
 855
 856         target = iommu->cmd_buf + tail;
 857         tail   = (tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
 858
 859         /* Copy command to buffer */
 860         memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
 861
 862         /* Tell the IOMMU about it */
 863         writel(tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 864 }
 865
 866 static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd, u64 address)
 867 {
 868         WARN_ON(address & 0x7ULL);
 869
 870         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 871         cmd->data[0] = lower_32_bits(__pa(address)) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
 872         cmd->data[1] = upper_32_bits(__pa(address));
 873         cmd->data[2] = 1;
 874         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
 875 }
 876
 877 static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
 878 {
 879         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 880         cmd->data[0] = devid;
 881         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
 882 }
 883
 884 static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
 885                                   size_t size, u16 domid, int pde)
 886 {
 887         u64 pages;
 888         bool s;
 889
 890         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 891         s     = false;
 892
 893         if (pages > 1) {
 894                 /*
 895                  * If we have to flush more than one page, flush all
 896                  * TLB entries for this domain
 897                  */
 898                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 899                 s = true;
 900         }
 901
 902         address &= PAGE_MASK;
 903
 904         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 905         cmd->data[1] |= domid;
 906         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 907         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 908         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 909         if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
 910                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 911         if (pde) /* PDE bit - we want to flush everything, not only the PTEs */
 912                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 913 }
 914
 915 static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
 916                                   u64 address, size_t size)
 917 {
 918         u64 pages;
 919         bool s;
 920
 921         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 922         s     = false;
 923
 924         if (pages > 1) {
 925                 /*
 926                  * If we have to flush more than one page, flush all
 927                  * TLB entries for this domain
 928                  */
 929                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 930                 s = true;
 931         }
 932
 933         address &= PAGE_MASK;
 934
 935         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 936         cmd->data[0]  = devid;
 937         cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
 938         cmd->data[1]  = devid;
 939         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 940         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 941         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 942         if (s)
 943                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 944 }
 945
 946 static void build_inv_iommu_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 domid, int pasid,
 947                                   u64 address, bool size)
 948 {
 949         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 950
 951         address &= ~(0xfffULL);
 952
 953         cmd->data[0]  = pasid;
 954         cmd->data[1]  = domid;
 955         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 956         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 957         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 958         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 959         if (size)
 960                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 961         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 962 }
 963
 964 static void build_inv_iotlb_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
 965                                   int qdep, u64 address, bool size)
 966 {
 967         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 968
 969         address &= ~(0xfffULL);
 970
 971         cmd->data[0]  = devid;
 972         cmd->data[0] |= ((pasid >> 8) & 0xff) << 16;
 973         cmd->data[0] |= (qdep  & 0xff) << 24;
 974         cmd->data[1]  = devid;
 975         cmd->data[1] |= (pasid & 0xff) << 16;
 976         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 977         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 978         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 979         if (size)
 980                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 981         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 982 }
 983
 984 static void build_complete_ppr(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
 985                                int status, int tag, bool gn)
 986 {
 987         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 988
 989         cmd->data[0]  = devid;
 990         if (gn) {
 991                 cmd->data[1]  = pasid;
 992                 cmd->data[2]  = CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 993         }
 994         cmd->data[3]  = tag & 0x1ff;
 995         cmd->data[3] |= (status & PPR_STATUS_MASK) << PPR_STATUS_SHIFT;
 996
 997         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPLETE_PPR);
 998 }
 999
1000 static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
1001 {
1002         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1003         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
1004 }
1005
1006 static void build_inv_irt(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
1007 {
1008         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1009         cmd->data[0] = devid;
1010         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IRT);
1011 }
1012
1013 /*
1014  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
1015  * hardware about the new command.
1016  */
1017 static int __iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1018                                       struct iommu_cmd *cmd,
1019                                       bool sync)
1020 {
1021         u32 left, tail, head, next_tail;
1022
1023 again:
1024
1025         head      = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
1026         tail      = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
1027         next_tail = (tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
1028         left      = (head - next_tail) % CMD_BUFFER_SIZE;
1029
1030         if (left <= 0x20) {
1031                 struct iommu_cmd sync_cmd;
1032                 int ret;
1033
1034                 iommu->cmd_sem = 0;
1035
1036                 build_completion_wait(&sync_cmd, (u64)&iommu->cmd_sem);
1037                 copy_cmd_to_buffer(iommu, &sync_cmd, tail);
1038
1039                 if ((ret = wait_on_sem(&iommu->cmd_sem)) != 0)
1040                         return ret;
1041
1042                 goto again;
1043         }
1044
1045         copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd, tail);
1046
1047         /* We need to sync now to make sure all commands are processed */
1048         iommu->need_sync = sync;
1049
1050         return 0;
1051 }
1052
1053 static int iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1054                                     struct iommu_cmd *cmd,
1055                                     bool sync)
1056 {
1057         unsigned long flags;
1058         int ret;
1059
1060         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1061         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, sync);
1062         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1063
1064         return ret;
1065 }
1066
1067 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
1068 {
1069         return iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, true);
1070 }
1071
1072 /*
1073  * This function queues a completion wait command into the command
1074  * buffer of an IOMMU
1075  */
1076 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
1077 {
1078         struct iommu_cmd cmd;
1079         unsigned long flags;
1080         int ret;
1081
1082         if (!iommu->need_sync)
1083                 return 0;
1084
1085
1086         build_completion_wait(&cmd, (u64)&iommu->cmd_sem);
1087
1088         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1089
1090         iommu->cmd_sem = 0;
1091
1092         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, &cmd, false);
1093         if (ret)
1094                 goto out_unlock;
1095
1096         ret = wait_on_sem(&iommu->cmd_sem);
1097
1098 out_unlock:
1099         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1100
1101         return ret;
1102 }
1103
1104 static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1105 {
1106         struct iommu_cmd cmd;
1107
1108         build_inv_dte(&cmd, devid);
1109
1110         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1111 }
1112
1113 static void iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
1114 {
1115         u32 devid;
1116
1117         for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
1118                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
1119
1120         iommu_completion_wait(iommu);
1121 }
1122
1123 /*
1124  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
1125  * this is no issue because it is only called during resume.
1126  */
1127 static void iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
1128 {
1129         u32 dom_id;
1130
1131         for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
1132                 struct iommu_cmd cmd;
1133                 build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1134                                       dom_id, 1);
1135                 iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1136         }
1137
1138         iommu_completion_wait(iommu);
1139 }
1140
1141 static void iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
1142 {
1143         struct iommu_cmd cmd;
1144
1145         build_inv_all(&cmd);
1146
1147         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1148         iommu_completion_wait(iommu);
1149 }
1150
1151 static void iommu_flush_irt(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1152 {
1153         struct iommu_cmd cmd;
1154
1155         build_inv_irt(&cmd, devid);
1156
1157         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1158 }
1159
1160 static void iommu_flush_irt_all(struct amd_iommu *iommu)
1161 {
1162         u32 devid;
1163
1164         for (devid = 0; devid <= MAX_DEV_TABLE_ENTRIES; devid++)
1165                 iommu_flush_irt(iommu, devid);
1166
1167         iommu_completion_wait(iommu);
1168 }
1169
1170 void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
1171 {
1172         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
1173                 iommu_flush_all(iommu);
1174         } else {
1175                 iommu_flush_dte_all(iommu);
1176                 iommu_flush_irt_all(iommu);
1177                 iommu_flush_tlb_all(iommu);
1178         }
1179 }
1180
1181 /*
1182  * Command send function for flushing on-device TLB
1183  */
1184 static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
1185                               u64 address, size_t size)
1186 {
1187         struct amd_iommu *iommu;
1188         struct iommu_cmd cmd;
1189         int qdep;
1190
1191         qdep     = dev_data->ats.qdep;
1192         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1193
1194         build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
1195
1196         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1197 }
1198
1199 /*
1200  * Command send function for invalidating a device table entry
1201  */
1202 static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
1203 {
1204         struct amd_iommu *iommu;
1205         u16 alias;
1206         int ret;
1207
1208         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1209         alias = dev_data->alias;
1210
1211         ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
1212         if (!ret && alias != dev_data->devid)
1213                 ret = iommu_flush_dte(iommu, alias);
1214         if (ret)
1215                 return ret;
1216
1217         if (dev_data->ats.enabled)
1218                 ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
1219
1220         return ret;
1221 }
1222
1223 /*
1224  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
1225  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
1226  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
1227  */
1228 static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1229                                  u64 address, size_t size, int pde)
1230 {
1231         struct iommu_dev_data *dev_data;
1232         struct iommu_cmd cmd;
1233         int ret = 0, i;
1234
1235         build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
1236
1237         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1238                 if (!domain->dev_iommu[i])
1239                         continue;
1240
1241                 /*
1242                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1243                  * We need a TLB flush
1244                  */
1245                 ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
1246         }
1247
1248         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1249
1250                 if (!dev_data->ats.enabled)
1251                         continue;
1252
1253                 ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
1254         }
1255
1256         WARN_ON(ret);
1257 }
1258
1259 static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1260                                u64 address, size_t size)
1261 {
1262         __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
1263 }
1264
1265 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
1266 static void domain_flush_tlb(struct protection_domain *domain)
1267 {
1268         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 0);
1269 }
1270
1271 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
1272 static void domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
1273 {
1274         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
1275 }
1276
1277 static void domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
1278 {
1279         int i;
1280
1281         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1282                 if (domain && !domain->dev_iommu[i])
1283                         continue;
1284
1285                 /*
1286                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1287                  * We need to wait for completion of all commands.
1288                  */
1289                 iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
1290         }
1291 }
1292
1293
1294 /*
1295  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
1296  */
1297 static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
1298 {
1299         struct iommu_dev_data *dev_data;
1300
1301         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
1302                 device_flush_dte(dev_data);
1303 }
1304
1305 /****************************************************************************
1306  *
1307  * The functions below are used the create the page table mappings for
1308  * unity mapped regions.
1309  *
1310  ****************************************************************************/
1311
1312 /*
1313  * This function is used to add another level to an IO page table. Adding
1314  * another level increases the size of the address space by 9 bits to a size up
1315  * to 64 bits.
1316  */
1317 static bool increase_address_space(struct protection_domain *domain,
1318                                    gfp_t gfp)
1319 {
1320         u64 *pte;
1321
1322         if (domain->mode == PAGE_MODE_6_LEVEL)
1323                 /* address space already 64 bit large */
1324                 return false;
1325
1326         pte = (void *)get_zeroed_page(gfp);
1327         if (!pte)
1328                 return false;
1329
1330         *pte             = PM_LEVEL_PDE(domain->mode,
1331                                         virt_to_phys(domain->pt_root));
1332         domain->pt_root  = pte;
1333         domain->mode    += 1;
1334         domain->updated  = true;
1335
1336         return true;
1337 }
1338
1339 static u64 *alloc_pte(struct protection_domain *domain,
1340                       unsigned long address,
1341                       unsigned long page_size,
1342                       u64 **pte_page,
1343                       gfp_t gfp)
1344 {
1345         int level, end_lvl;
1346         u64 *pte, *page;
1347
1348         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1349
1350         while (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1351                 increase_address_space(domain, gfp);
1352
1353         level   = domain->mode - 1;
1354         pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1355         address = PAGE_SIZE_ALIGN(address, page_size);
1356         end_lvl = PAGE_SIZE_LEVEL(page_size);
1357
1358         while (level > end_lvl) {
1359                 u64 __pte, __npte;
1360
1361                 __pte = *pte;
1362
1363                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(__pte)) {
1364                         page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1365                         if (!page)
1366                                 return NULL;
1367
1368                         __npte = PM_LEVEL_PDE(level, virt_to_phys(page));
1369
1370                         /* pte could have been changed somewhere. */
1371                         if (cmpxchg64(pte, __pte, __npte) != __pte) {
1372                                 free_page((unsigned long)page);
1373                                 continue;
1374                         }
1375                 }
1376
1377                 /* No level skipping support yet */
1378                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1379                         return NULL;
1380
1381                 level -= 1;
1382
1383                 pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1384
1385                 if (pte_page && level == end_lvl)
1386                         *pte_page = pte;
1387
1388                 pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1389         }
1390
1391         return pte;
1392 }
1393
1394 /*
1395  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
1396  * there is one, it returns the pointer to it.
1397  */
1398 static u64 *fetch_pte(struct protection_domain *domain,
1399                       unsigned long address,
1400                       unsigned long *page_size)
1401 {
1402         int level;
1403         u64 *pte;
1404
1405         if (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1406                 return NULL;
1407
1408         level      =  domain->mode - 1;
1409         pte        = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1410         *page_size =  PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1411
1412         while (level > 0) {
1413
1414                 /* Not Present */
1415                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
1416                         return NULL;
1417
1418                 /* Large PTE */
1419                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 7 ||
1420                     PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0)
1421                         break;
1422
1423                 /* No level skipping support yet */
1424                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1425                         return NULL;
1426
1427                 level -= 1;
1428
1429                 /* Walk to the next level */
1430                 pte        = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1431                 pte        = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1432                 *page_size = PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1433         }
1434
1435         if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0x07) {
1436                 unsigned long pte_mask;
1437
1438                 /*
1439                  * If we have a series of large PTEs, make
1440                  * sure to return a pointer to the first one.
1441                  */
1442                 *page_size = pte_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
1443                 pte_mask   = ~((PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pte_mask) << 3) - 1);
1444                 pte        = (u64 *)(((unsigned long)pte) & pte_mask);
1445         }
1446
1447         return pte;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
1452  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
1453  * In the future it can be extended to a generic mapping function
1454  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
1455  * and full 64 bit address spaces.
1456  */
1457 static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
1458                           unsigned long bus_addr,
1459                           unsigned long phys_addr,
1460                           unsigned long page_size,
1461                           int prot,
1462                           gfp_t gfp)
1463 {
1464         u64 __pte, *pte;
1465         int i, count;
1466
1467         BUG_ON(!IS_ALIGNED(bus_addr, page_size));
1468         BUG_ON(!IS_ALIGNED(phys_addr, page_size));
1469
1470         if (!(prot & IOMMU_PROT_MASK))
1471                 return -EINVAL;
1472
1473         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(page_size);
1474         pte   = alloc_pte(dom, bus_addr, page_size, NULL, gfp);
1475
1476         if (!pte)
1477                 return -ENOMEM;
1478
1479         for (i = 0; i < count; ++i)
1480                 if (IOMMU_PTE_PRESENT(pte[i]))
1481                         return -EBUSY;
1482
1483         if (count > 1) {
1484                 __pte = PAGE_SIZE_PTE(phys_addr, page_size);
1485                 __pte |= PM_LEVEL_ENC(7) | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
1486         } else
1487                 __pte = phys_addr | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
1488
1489         if (prot & IOMMU_PROT_IR)
1490                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
1491         if (prot & IOMMU_PROT_IW)
1492                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
1493
1494         for (i = 0; i < count; ++i)
1495                 pte[i] = __pte;
1496
1497         update_domain(dom);
1498
1499         return 0;
1500 }
1501
1502 static unsigned long iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
1503                                       unsigned long bus_addr,
1504                                       unsigned long page_size)
1505 {
1506         unsigned long long unmapped;
1507         unsigned long unmap_size;
1508         u64 *pte;
1509
1510         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1511
1512         unmapped = 0;
1513
1514         while (unmapped < page_size) {
1515
1516                 pte = fetch_pte(dom, bus_addr, &unmap_size);
1517
1518                 if (pte) {
1519                         int i, count;
1520
1521                         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(unmap_size);
1522                         for (i = 0; i < count; i++)
1523                                 pte[i] = 0ULL;
1524                 }
1525
1526                 bus_addr  = (bus_addr & ~(unmap_size - 1)) + unmap_size;
1527                 unmapped += unmap_size;
1528         }
1529
1530         BUG_ON(unmapped && !is_power_of_2(unmapped));
1531
1532         return unmapped;
1533 }
1534
1535 /****************************************************************************
1536  *
1537  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
1538  * interface functions.
1539  *
1540  ****************************************************************************/
1541
1542
1543 static unsigned long dma_ops_alloc_iova(struct device *dev,
1544                                         struct dma_ops_domain *dma_dom,
1545                                         unsigned int pages, u64 dma_mask)
1546 {
1547         unsigned long pfn = 0;
1548
1549         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1550
1551         if (dma_mask > DMA_BIT_MASK(32))
1552                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1553                                       IOVA_PFN(DMA_BIT_MASK(32)));
1554
1555         if (!pfn)
1556                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages, IOVA_PFN(dma_mask));
1557
1558         return (pfn << PAGE_SHIFT);
1559 }
1560
1561 static void dma_ops_free_iova(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1562                               unsigned long address,
1563                               unsigned int pages)
1564 {
1565         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1566         address >>= PAGE_SHIFT;
1567
1568         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, pages);
1569 }
1570
1571 /****************************************************************************
1572  *
1573  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
1574  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
1575  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
1576  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
1577  * contain.
1578  *
1579  ****************************************************************************/
1580
1581 /*
1582  * This function adds a protection domain to the global protection domain list
1583  */
1584 static void add_domain_to_list(struct protection_domain *domain)
1585 {
1586         unsigned long flags;
1587
1588         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1589         list_add(&domain->list, &amd_iommu_pd_list);
1590         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1591 }
1592
1593 /*
1594  * This function removes a protection domain to the global
1595  * protection domain list
1596  */
1597 static void del_domain_from_list(struct protection_domain *domain)
1598 {
1599         unsigned long flags;
1600
1601         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1602         list_del(&domain->list);
1603         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1604 }
1605
1606 static u16 domain_id_alloc(void)
1607 {
1608         unsigned long flags;
1609         int id;
1610
1611         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1612         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
1613         BUG_ON(id == 0);
1614         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1615                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1616         else
1617                 id = 0;
1618         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1619
1620         return id;
1621 }
1622
1623 static void domain_id_free(int id)
1624 {
1625         unsigned long flags;
1626
1627         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1628         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1629                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1630         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1631 }
1632
1633 #define DEFINE_FREE_PT_FN(LVL, FN)                              \
1634 static void free_pt_##LVL (unsigned long __pt)                  \
1635 {                                                               \
1636         unsigned long p;                                        \
1637         u64 *pt;                                                \
1638         int i;                                                  \
1639                                                                 \
1640         pt = (u64 *)__pt;                                       \
1641                                                                 \
1642         for (i = 0; i < 512; ++i) {                             \
1643                 /* PTE present? */                              \
1644                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(pt[i]))                  \
1645                         continue;                               \
1646                                                                 \
1647                 /* Large PTE? */                                \
1648                 if (PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 0 ||                 \
1649                     PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 7)                   \
1650                         continue;                               \
1651                                                                 \
1652                 p = (unsigned long)IOMMU_PTE_PAGE(pt[i]);       \
1653                 FN(p);                                          \
1654         }                                                       \
1655         free_page((unsigned long)pt);                           \
1656 }
1657
1658 DEFINE_FREE_PT_FN(l2, free_page)
1659 DEFINE_FREE_PT_FN(l3, free_pt_l2)
1660 DEFINE_FREE_PT_FN(l4, free_pt_l3)
1661 DEFINE_FREE_PT_FN(l5, free_pt_l4)
1662 DEFINE_FREE_PT_FN(l6, free_pt_l5)
1663
1664 static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
1665 {
1666         unsigned long root = (unsigned long)domain->pt_root;
1667
1668         switch (domain->mode) {
1669         case PAGE_MODE_NONE:
1670                 break;
1671         case PAGE_MODE_1_LEVEL:
1672                 free_page(root);
1673                 break;
1674         case PAGE_MODE_2_LEVEL:
1675                 free_pt_l2(root);
1676                 break;
1677         case PAGE_MODE_3_LEVEL:
1678                 free_pt_l3(root);
1679                 break;
1680         case PAGE_MODE_4_LEVEL:
1681                 free_pt_l4(root);
1682                 break;
1683         case PAGE_MODE_5_LEVEL:
1684                 free_pt_l5(root);
1685                 break;
1686         case PAGE_MODE_6_LEVEL:
1687                 free_pt_l6(root);
1688                 break;
1689         default:
1690                 BUG();
1691         }
1692 }
1693
1694 static void free_gcr3_tbl_level1(u64 *tbl)
1695 {
1696         u64 *ptr;
1697         int i;
1698
1699         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1700                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1701                         continue;
1702
1703                 ptr = __va(tbl[i] & PAGE_MASK);
1704
1705                 free_page((unsigned long)ptr);
1706         }
1707 }
1708
1709 static void free_gcr3_tbl_level2(u64 *tbl)
1710 {
1711         u64 *ptr;
1712         int i;
1713
1714         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1715                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1716                         continue;
1717
1718                 ptr = __va(tbl[i] & PAGE_MASK);
1719
1720                 free_gcr3_tbl_level1(ptr);
1721         }
1722 }
1723
1724 static void free_gcr3_table(struct protection_domain *domain)
1725 {
1726         if (domain->glx == 2)
1727                 free_gcr3_tbl_level2(domain->gcr3_tbl);
1728         else if (domain->glx == 1)
1729                 free_gcr3_tbl_level1(domain->gcr3_tbl);
1730         else
1731                 BUG_ON(domain->glx != 0);
1732
1733         free_page((unsigned long)domain->gcr3_tbl);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * Free a domain, only used if something went wrong in the
1738  * allocation path and we need to free an already allocated page table
1739  */
1740 static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
1741 {
1742         if (!dom)
1743                 return;
1744
1745         del_domain_from_list(&dom->domain);
1746
1747         put_iova_domain(&dom->iovad);
1748
1749         free_pagetable(&dom->domain);
1750
1751         if (dom->domain.id)
1752                 domain_id_free(dom->domain.id);
1753
1754         kfree(dom);
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
1759  * It also initializes the page table and the address allocator data
1760  * structures required for the dma_ops interface
1761  */
1762 static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(void)
1763 {
1764         struct dma_ops_domain *dma_dom;
1765
1766         dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
1767         if (!dma_dom)
1768                 return NULL;
1769
1770         if (protection_domain_init(&dma_dom->domain))
1771                 goto free_dma_dom;
1772
1773         dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_3_LEVEL;
1774         dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1775         dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
1776         if (!dma_dom->domain.pt_root)
1777                 goto free_dma_dom;
1778
1779         init_iova_domain(&dma_dom->iovad, PAGE_SIZE,
1780                          IOVA_START_PFN, DMA_32BIT_PFN);
1781
1782         /* Initialize reserved ranges */
1783         copy_reserved_iova(&reserved_iova_ranges, &dma_dom->iovad);
1784
1785         add_domain_to_list(&dma_dom->domain);
1786
1787         return dma_dom;
1788
1789 free_dma_dom:
1790         dma_ops_domain_free(dma_dom);
1791
1792         return NULL;
1793 }
1794
1795 /*
1796  * little helper function to check whether a given protection domain is a
1797  * dma_ops domain
1798  */
1799 static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
1800 {
1801         return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
1802 }
1803
1804 static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain, bool ats)
1805 {
1806         u64 pte_root = 0;
1807         u64 flags = 0;
1808
1809         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
1810                 pte_root = virt_to_phys(domain->pt_root);
1811
1812         pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
1813                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
1814         pte_root |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
1815
1816         flags = amd_iommu_dev_table[devid].data[1];
1817
1818         if (ats)
1819                 flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
1820
1821         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
1822                 u64 gcr3 = __pa(domain->gcr3_tbl);
1823                 u64 glx  = domain->glx;
1824                 u64 tmp;
1825
1826                 pte_root |= DTE_FLAG_GV;
1827                 pte_root |= (glx & DTE_GLX_MASK) << DTE_GLX_SHIFT;
1828
1829                 /* First mask out possible old values for GCR3 table */
1830                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1831                 flags    &= ~tmp;
1832
1833                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1834                 flags    &= ~tmp;
1835
1836                 /* Encode GCR3 table into DTE */
1837                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
1838                 pte_root |= tmp;
1839
1840                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1841                 flags    |= tmp;
1842
1843                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1844                 flags    |= tmp;
1845         }
1846
1847         flags &= ~(0xffffUL);
1848         flags |= domain->id;
1849
1850         amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = flags;
1851         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = pte_root;
1852 }
1853
1854 static void clear_dte_entry(u16 devid)
1855 {
1856         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
1857         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
1858         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] &= DTE_FLAG_MASK;
1859
1860         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1861 }
1862
1863 static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
1864                       struct protection_domain *domain)
1865 {
1866         struct amd_iommu *iommu;
1867         u16 alias;
1868         bool ats;
1869
1870         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1871         alias = dev_data->alias;
1872         ats   = dev_data->ats.enabled;
1873
1874         /* Update data structures */
1875         dev_data->domain = domain;
1876         list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
1877
1878         /* Do reference counting */
1879         domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
1880         domain->dev_cnt                 += 1;
1881
1882         /* Update device table */
1883         set_dte_entry(dev_data->devid, domain, ats);
1884         if (alias != dev_data->devid)
1885                 set_dte_entry(alias, domain, ats);
1886
1887         device_flush_dte(dev_data);
1888 }
1889
1890 static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
1891 {
1892         struct amd_iommu *iommu;
1893         u16 alias;
1894
1895         /*
1896          * First check if the device is still attached. It might already
1897          * be detached from its domain because the generic
1898          * iommu_detach_group code detached it and we try again here in
1899          * our alias handling.
1900          */
1901         if (!dev_data->domain)
1902                 return;
1903
1904         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1905         alias = dev_data->alias;
1906
1907         /* decrease reference counters */
1908         dev_data->domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
1909         dev_data->domain->dev_cnt                 -= 1;
1910
1911         /* Update data structures */
1912         dev_data->domain = NULL;
1913         list_del(&dev_data->list);
1914         clear_dte_entry(dev_data->devid);
1915         if (alias != dev_data->devid)
1916                 clear_dte_entry(alias);
1917
1918         /* Flush the DTE entry */
1919         device_flush_dte(dev_data);
1920 }
1921
1922 /*
1923  * If a device is not yet associated with a domain, this function does
1924  * assigns it visible for the hardware
1925  */
1926 static int __attach_device(struct iommu_dev_data *dev_data,
1927                            struct protection_domain *domain)
1928 {
1929         int ret;
1930
1931         /*
1932          * Must be called with IRQs disabled. Warn here to detect early
1933          * when its not.
1934          */
1935         WARN_ON(!irqs_disabled());
1936
1937         /* lock domain */
1938         spin_lock(&domain->lock);
1939
1940         ret = -EBUSY;
1941         if (dev_data->domain != NULL)
1942                 goto out_unlock;
1943
1944         /* Attach alias group root */
1945         do_attach(dev_data, domain);
1946
1947         ret = 0;
1948
1949 out_unlock:
1950
1951         /* ready */
1952         spin_unlock(&domain->lock);
1953
1954         return ret;
1955 }
1956
1957
1958 static void pdev_iommuv2_disable(struct pci_dev *pdev)
1959 {
1960         pci_disable_ats(pdev);
1961         pci_disable_pri(pdev);
1962         pci_disable_pasid(pdev);
1963 }
1964
1965 /* FIXME: Change generic reset-function to do the same */
1966 static int pri_reset_while_enabled(struct pci_dev *pdev)
1967 {
1968         u16 control;
1969         int pos;
1970
1971         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
1972         if (!pos)
1973                 return -EINVAL;
1974
1975         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, &control);
1976         control |= PCI_PRI_CTRL_RESET;
1977         pci_write_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, control);
1978
1979         return 0;
1980 }
1981
1982 static int pdev_iommuv2_enable(struct pci_dev *pdev)
1983 {
1984         bool reset_enable;
1985         int reqs, ret;
1986
1987         /* FIXME: Hardcode number of outstanding requests for now */
1988         reqs = 32;
1989         if (pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_LIMIT_REQ_ONE))
1990                 reqs = 1;
1991         reset_enable = pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_ENABLE_RESET);
1992
1993         /* Only allow access to user-accessible pages */
1994         ret = pci_enable_pasid(pdev, 0);
1995         if (ret)
1996                 goto out_err;
1997
1998         /* First reset the PRI state of the device */
1999         ret = pci_reset_pri(pdev);
2000         if (ret)
2001                 goto out_err;
2002
2003         /* Enable PRI */
2004         ret = pci_enable_pri(pdev, reqs);
2005         if (ret)
2006                 goto out_err;
2007
2008         if (reset_enable) {
2009                 ret = pri_reset_while_enabled(pdev);
2010                 if (ret)
2011                         goto out_err;
2012         }
2013
2014         ret = pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
2015         if (ret)
2016                 goto out_err;
2017
2018         return 0;
2019
2020 out_err:
2021         pci_disable_pri(pdev);
2022         pci_disable_pasid(pdev);
2023
2024         return ret;
2025 }
2026
2027 /* FIXME: Move this to PCI code */
2028 #define PCI_PRI_TLP_OFF         (1 << 15)
2029
2030 static bool pci_pri_tlp_required(struct pci_dev *pdev)
2031 {
2032         u16 status;
2033         int pos;
2034
2035         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2036         if (!pos)
2037                 return false;
2038
2039         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_STATUS, &status);
2040
2041         return (status & PCI_PRI_TLP_OFF) ? true : false;
2042 }
2043
2044 /*
2045  * If a device is not yet associated with a domain, this function
2046  * assigns it visible for the hardware
2047  */
2048 static int attach_device(struct device *dev,
2049                          struct protection_domain *domain)
2050 {
2051         struct pci_dev *pdev;
2052         struct iommu_dev_data *dev_data;
2053         unsigned long flags;
2054         int ret;
2055
2056         dev_data = get_dev_data(dev);
2057
2058         if (!dev_is_pci(dev))
2059                 goto skip_ats_check;
2060
2061         pdev = to_pci_dev(dev);
2062         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2063                 if (!dev_data->passthrough)
2064                         return -EINVAL;
2065
2066                 if (dev_data->iommu_v2) {
2067                         if (pdev_iommuv2_enable(pdev) != 0)
2068                                 return -EINVAL;
2069
2070                         dev_data->ats.enabled = true;
2071                         dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2072                         dev_data->pri_tlp     = pci_pri_tlp_required(pdev);
2073                 }
2074         } else if (amd_iommu_iotlb_sup &&
2075                    pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
2076                 dev_data->ats.enabled = true;
2077                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2078         }
2079
2080 skip_ats_check:
2081         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2082         ret = __attach_device(dev_data, domain);
2083         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2084
2085         /*
2086          * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
2087          * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
2088          * here to evict all dirty stuff.
2089          */
2090         domain_flush_tlb_pde(domain);
2091
2092         return ret;
2093 }
2094
2095 /*
2096  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
2097  */
2098 static void __detach_device(struct iommu_dev_data *dev_data)
2099 {
2100         struct protection_domain *domain;
2101
2102         /*
2103          * Must be called with IRQs disabled. Warn here to detect early
2104          * when its not.
2105          */
2106         WARN_ON(!irqs_disabled());
2107
2108         if (WARN_ON(!dev_data->domain))
2109                 return;
2110
2111         domain = dev_data->domain;
2112
2113         spin_lock(&domain->lock);
2114
2115         do_detach(dev_data);
2116
2117         spin_unlock(&domain->lock);
2118 }
2119
2120 /*
2121  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
2122  */
2123 static void detach_device(struct device *dev)
2124 {
2125         struct protection_domain *domain;
2126         struct iommu_dev_data *dev_data;
2127         unsigned long flags;
2128
2129         dev_data = get_dev_data(dev);
2130         domain   = dev_data->domain;
2131
2132         /* lock device table */
2133         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2134         __detach_device(dev_data);
2135         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2136
2137         if (!dev_is_pci(dev))
2138                 return;
2139
2140         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK && dev_data->iommu_v2)
2141                 pdev_iommuv2_disable(to_pci_dev(dev));
2142         else if (dev_data->ats.enabled)
2143                 pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
2144
2145         dev_data->ats.enabled = false;
2146 }
2147
2148 static int amd_iommu_add_device(struct device *dev)
2149 {
2150         struct iommu_dev_data *dev_data;
2151         struct iommu_domain *domain;
2152         struct amd_iommu *iommu;
2153         int ret, devid;
2154
2155         if (!check_device(dev) || get_dev_data(dev))
2156                 return 0;
2157
2158         devid = get_device_id(dev);
2159         if (devid < 0)
2160                 return devid;
2161
2162         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2163
2164         ret = iommu_init_device(dev);
2165         if (ret) {
2166                 if (ret != -ENOTSUPP)
2167                         pr_err("Failed to initialize device %s - trying to proceed anyway\n",
2168                                 dev_name(dev));
2169
2170                 iommu_ignore_device(dev);
2171                 dev->dma_ops = &nommu_dma_ops;
2172                 goto out;
2173         }
2174         init_iommu_group(dev);
2175
2176         dev_data = get_dev_data(dev);
2177
2178         BUG_ON(!dev_data);
2179
2180         if (iommu_pass_through || dev_data->iommu_v2)
2181                 iommu_request_dm_for_dev(dev);
2182
2183         /* Domains are initialized for this device - have a look what we ended up with */
2184         domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2185         if (domain->type == IOMMU_DOMAIN_IDENTITY)
2186                 dev_data->passthrough = true;
2187         else
2188                 dev->dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
2189
2190 out:
2191         iommu_completion_wait(iommu);
2192
2193         return 0;
2194 }
2195
2196 static void amd_iommu_remove_device(struct device *dev)
2197 {
2198         struct amd_iommu *iommu;
2199         int devid;
2200
2201         if (!check_device(dev))
2202                 return;
2203
2204         devid = get_device_id(dev);
2205         if (devid < 0)
2206                 return;
2207
2208         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2209
2210         iommu_uninit_device(dev);
2211         iommu_completion_wait(iommu);
2212 }
2213
2214 static struct iommu_group *amd_iommu_device_group(struct device *dev)
2215 {
2216         if (dev_is_pci(dev))
2217                 return pci_device_group(dev);
2218
2219         return acpihid_device_group(dev);
2220 }
2221
2222 /*****************************************************************************
2223  *
2224  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
2225  *
2226  *****************************************************************************/
2227
2228 static void __queue_flush(struct flush_queue *queue)
2229 {
2230         struct protection_domain *domain;
2231         unsigned long flags;
2232         int idx;
2233
2234         /* First flush TLB of all known domains */
2235         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
2236         list_for_each_entry(domain, &amd_iommu_pd_list, list)
2237                 domain_flush_tlb(domain);
2238         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
2239
2240         /* Wait until flushes have completed */
2241         domain_flush_complete(NULL);
2242
2243         for (idx = 0; idx < queue->next; ++idx) {
2244                 struct flush_queue_entry *entry;
2245
2246                 entry = queue->entries + idx;
2247
2248                 free_iova_fast(&entry->dma_dom->iovad,
2249                                 entry->iova_pfn,
2250                                 entry->pages);
2251
2252                 /* Not really necessary, just to make sure we catch any bugs */
2253                 entry->dma_dom = NULL;
2254         }
2255
2256         queue->next = 0;
2257 }
2258
2259 static void queue_flush_all(void)
2260 {
2261         int cpu;
2262
2263         for_each_possible_cpu(cpu) {
2264                 struct flush_queue *queue;
2265                 unsigned long flags;
2266
2267                 queue = per_cpu_ptr(&flush_queue, cpu);
2268                 spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
2269                 if (queue->next > 0)
2270                         __queue_flush(queue);
2271                 spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);
2272         }
2273 }
2274
2275 static void queue_flush_timeout(unsigned long unsused)
2276 {
2277         atomic_set(&queue_timer_on, 0);
2278         queue_flush_all();
2279 }
2280
2281 static void queue_add(struct dma_ops_domain *dma_dom,
2282                       unsigned long address, unsigned long pages)
2283 {
2284         struct flush_queue_entry *entry;
2285         struct flush_queue *queue;
2286         unsigned long flags;
2287         int idx;
2288
2289         pages     = __roundup_pow_of_two(pages);
2290         address >>= PAGE_SHIFT;
2291
2292         queue = get_cpu_ptr(&flush_queue);
2293         spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
2294
2295         if (queue->next == FLUSH_QUEUE_SIZE)
2296                 __queue_flush(queue);
2297
2298         idx   = queue->next++;
2299         entry = queue->entries + idx;
2300
2301         entry->iova_pfn = address;
2302         entry->pages    = pages;
2303         entry->dma_dom  = dma_dom;
2304
2305         spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);
2306
2307         if (atomic_cmpxchg(&queue_timer_on, 0, 1) == 0)
2308                 mod_timer(&queue_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(10));
2309
2310         put_cpu_ptr(&flush_queue);
2311 }
2312
2313
2314 /*
2315  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
2316  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
2317  * requestor id for a given device.
2318  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
2319  * in this function.
2320  */
2321 static struct protection_domain *get_domain(struct device *dev)
2322 {
2323         struct protection_domain *domain;
2324
2325         if (!check_device(dev))
2326                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2327
2328         domain = get_dev_data(dev)->domain;
2329         if (!dma_ops_domain(domain))
2330                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2331
2332         return domain;
2333 }
2334
2335 static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
2336 {
2337         struct iommu_dev_data *dev_data;
2338
2339         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
2340                 set_dte_entry(dev_data->devid, domain, dev_data->ats.enabled);
2341
2342                 if (dev_data->devid == dev_data->alias)
2343                         continue;
2344
2345                 /* There is an alias, update device table entry for it */
2346                 set_dte_entry(dev_data->alias, domain, dev_data->ats.enabled);
2347         }
2348 }
2349
2350 static void update_domain(struct protection_domain *domain)
2351 {
2352         if (!domain->updated)
2353                 return;
2354
2355         update_device_table(domain);
2356
2357         domain_flush_devices(domain);
2358         domain_flush_tlb_pde(domain);
2359
2360         domain->updated = false;
2361 }
2362
2363 static int dir2prot(enum dma_data_direction direction)
2364 {
2365         if (direction == DMA_TO_DEVICE)
2366                 return IOMMU_PROT_IR;
2367         else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
2368                 return IOMMU_PROT_IW;
2369         else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
2370                 return IOMMU_PROT_IW | IOMMU_PROT_IR;
2371         else
2372                 return 0;
2373 }
2374 /*
2375  * This function contains common code for mapping of a physically
2376  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
2377  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
2378  * Must be called with the domain lock held.
2379  */
2380 static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
2381                                struct dma_ops_domain *dma_dom,
2382                                phys_addr_t paddr,
2383                                size_t size,
2384                                enum dma_data_direction direction,
2385                                u64 dma_mask)
2386 {
2387         dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
2388         dma_addr_t address, start, ret;
2389         unsigned int pages;
2390         int prot = 0;
2391         int i;
2392
2393         pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
2394         paddr &= PAGE_MASK;
2395
2396         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, pages, dma_mask);
2397         if (address == DMA_ERROR_CODE)
2398                 goto out;
2399
2400         prot = dir2prot(direction);
2401
2402         start = address;
2403         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2404                 ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, start, paddr,
2405                                      PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2406                 if (ret)
2407                         goto out_unmap;
2408
2409                 paddr += PAGE_SIZE;
2410                 start += PAGE_SIZE;
2411         }
2412         address += offset;
2413
2414         if (unlikely(amd_iommu_np_cache)) {
2415                 domain_flush_pages(&dma_dom->domain, address, size);
2416                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2417         }
2418
2419 out:
2420         return address;
2421
2422 out_unmap:
2423
2424         for (--i; i >= 0; --i) {
2425                 start -= PAGE_SIZE;
2426                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2427         }
2428
2429         domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2430         domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2431
2432         dma_ops_free_iova(dma_dom, address, pages);
2433
2434         return DMA_ERROR_CODE;
2435 }
2436
2437 /*
2438  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
2439  * the domain lock held too
2440  */
2441 static void __unmap_single(struct dma_ops_domain *dma_dom,
2442                            dma_addr_t dma_addr,
2443                            size_t size,
2444                            int dir)
2445 {
2446         dma_addr_t flush_addr;
2447         dma_addr_t i, start;
2448         unsigned int pages;
2449
2450         flush_addr = dma_addr;
2451         pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
2452         dma_addr &= PAGE_MASK;
2453         start = dma_addr;
2454
2455         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2456                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2457                 start += PAGE_SIZE;
2458         }
2459
2460         if (amd_iommu_unmap_flush) {
2461                 dma_ops_free_iova(dma_dom, dma_addr, pages);
2462                 domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2463                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2464         } else {
2465                 queue_add(dma_dom, dma_addr, pages);
2466         }
2467 }
2468
2469 /*
2470  * The exported map_single function for dma_ops.
2471  */
2472 static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
2473                            unsigned long offset, size_t size,
2474                            enum dma_data_direction dir,
2475                            unsigned long attrs)
2476 {
2477         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
2478         struct protection_domain *domain;
2479         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2480         u64 dma_mask;
2481
2482         domain = get_domain(dev);
2483         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
2484                 return (dma_addr_t)paddr;
2485         else if (IS_ERR(domain))
2486                 return DMA_ERROR_CODE;
2487
2488         dma_mask = *dev->dma_mask;
2489         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2490
2491         return __map_single(dev, dma_dom, paddr, size, dir, dma_mask);
2492 }
2493
2494 /*
2495  * The exported unmap_single function for dma_ops.
2496  */
2497 static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
2498                        enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
2499 {
2500         struct protection_domain *domain;
2501         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2502
2503         domain = get_domain(dev);
2504         if (IS_ERR(domain))
2505                 return;
2506
2507         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2508
2509         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, dir);
2510 }
2511
2512 static int sg_num_pages(struct device *dev,
2513                         struct scatterlist *sglist,
2514                         int nelems)
2515 {
2516         unsigned long mask, boundary_size;
2517         struct scatterlist *s;
2518         int i, npages = 0;
2519
2520         mask          = dma_get_seg_boundary(dev);
2521         boundary_size = mask + 1 ? ALIGN(mask + 1, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT :
2522                                    1UL << (BITS_PER_LONG - PAGE_SHIFT);
2523
2524         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2525                 int p, n;
2526
2527                 s->dma_address = npages << PAGE_SHIFT;
2528                 p = npages % boundary_size;
2529                 n = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2530                 if (p + n > boundary_size)
2531                         npages += boundary_size - p;
2532                 npages += n;
2533         }
2534
2535         return npages;
2536 }
2537
2538 /*
2539  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2540  * lists).
2541  */
2542 static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2543                   int nelems, enum dma_data_direction direction,
2544                   unsigned long attrs)
2545 {
2546         int mapped_pages = 0, npages = 0, prot = 0, i;
2547         struct protection_domain *domain;
2548         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2549         struct scatterlist *s;
2550         unsigned long address;
2551         u64 dma_mask;
2552
2553         domain = get_domain(dev);
2554         if (IS_ERR(domain))
2555                 return 0;
2556
2557         dma_dom  = to_dma_ops_domain(domain);
2558         dma_mask = *dev->dma_mask;
2559
2560         npages = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2561
2562         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, npages, dma_mask);
2563         if (address == DMA_ERROR_CODE)
2564                 goto out_err;
2565
2566         prot = dir2prot(direction);
2567
2568         /* Map all sg entries */
2569         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2570                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2571
2572                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2573                         unsigned long bus_addr, phys_addr;
2574                         int ret;
2575
2576                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2577                         phys_addr = (sg_phys(s) & PAGE_MASK) + (j << PAGE_SHIFT);
2578                         ret = iommu_map_page(domain, bus_addr, phys_addr, PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2579                         if (ret)
2580                                 goto out_unmap;
2581
2582                         mapped_pages += 1;
2583                 }
2584         }
2585
2586         /* Everything is mapped - write the right values into s->dma_address */
2587         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2588                 s->dma_address += address + s->offset;
2589                 s->dma_length   = s->length;
2590         }
2591
2592         return nelems;
2593
2594 out_unmap:
2595         pr_err("%s: IOMMU mapping error in map_sg (io-pages: %d)\n",
2596                dev_name(dev), npages);
2597
2598         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2599                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2600
2601                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2602                         unsigned long bus_addr;
2603
2604                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2605                         iommu_unmap_page(domain, bus_addr, PAGE_SIZE);
2606
2607                         if (--mapped_pages)
2608                                 goto out_free_iova;
2609                 }
2610         }
2611
2612 out_free_iova:
2613         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, npages);
2614
2615 out_err:
2616         return 0;
2617 }
2618
2619 /*
2620  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2621  * lists).
2622  */
2623 static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2624                      int nelems, enum dma_data_direction dir,
2625                      unsigned long attrs)
2626 {
2627         struct protection_domain *domain;
2628         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2629         unsigned long startaddr;
2630         int npages = 2;
2631
2632         domain = get_domain(dev);
2633         if (IS_ERR(domain))
2634                 return;
2635
2636         startaddr = sg_dma_address(sglist) & PAGE_MASK;
2637         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2638         npages    = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2639
2640         __unmap_single(dma_dom, startaddr, npages << PAGE_SHIFT, dir);
2641 }
2642
2643 /*
2644  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
2645  */
2646 static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
2647                             dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag,
2648                             unsigned long attrs)
2649 {
2650         u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
2651         struct protection_domain *domain;
2652         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2653         struct page *page;
2654
2655         domain = get_domain(dev);
2656         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL) {
2657                 page = alloc_pages(flag, get_order(size));
2658                 *dma_addr = page_to_phys(page);
2659                 return page_address(page);
2660         } else if (IS_ERR(domain))
2661                 return NULL;
2662
2663         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2664         size      = PAGE_ALIGN(size);
2665         dma_mask  = dev->coherent_dma_mask;
2666         flag     &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
2667         flag     |= __GFP_ZERO;
2668
2669         page = alloc_pages(flag | __GFP_NOWARN,  get_order(size));
2670         if (!page) {
2671                 if (!gfpflags_allow_blocking(flag))
2672                         return NULL;
2673
2674                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, size >> PAGE_SHIFT,
2675                                                  get_order(size), flag);
2676                 if (!page)
2677                         return NULL;
2678         }
2679
2680         if (!dma_mask)
2681                 dma_mask = *dev->dma_mask;
2682
2683         *dma_addr = __map_single(dev, dma_dom, page_to_phys(page),
2684                                  size, DMA_BIDIRECTIONAL, dma_mask);
2685
2686         if (*dma_addr == DMA_ERROR_CODE)
2687                 goto out_free;
2688
2689         return page_address(page);
2690
2691 out_free:
2692
2693         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2694                 __free_pages(page, get_order(size));
2695
2696         return NULL;
2697 }
2698
2699 /*
2700  * The exported free_coherent function for dma_ops.
2701  */
2702 static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
2703                           void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr,
2704                           unsigned long attrs)
2705 {
2706         struct protection_domain *domain;
2707         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2708         struct page *page;
2709
2710         page = virt_to_page(virt_addr);
2711         size = PAGE_ALIGN(size);
2712
2713         domain = get_domain(dev);
2714         if (IS_ERR(domain))
2715                 goto free_mem;
2716
2717         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2718
2719         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
2720
2721 free_mem:
2722         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2723                 __free_pages(page, get_order(size));
2724 }
2725
2726 /*
2727  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
2728  * particular device. It is part of the dma_ops.
2729  */
2730 static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
2731 {
2732         return check_device(dev);
2733 }
2734
2735 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
2736         .alloc          = alloc_coherent,
2737         .free           = free_coherent,
2738         .map_page       = map_page,
2739         .unmap_page     = unmap_page,
2740         .map_sg         = map_sg,
2741         .unmap_sg       = unmap_sg,
2742         .dma_supported  = amd_iommu_dma_supported,
2743 };
2744
2745 static int init_reserved_iova_ranges(void)
2746 {
2747         struct pci_dev *pdev = NULL;
2748         struct iova *val;
2749
2750         init_iova_domain(&reserved_iova_ranges, PAGE_SIZE,
2751                          IOVA_START_PFN, DMA_32BIT_PFN);
2752
2753         lockdep_set_class(&reserved_iova_ranges.iova_rbtree_lock,
2754                           &reserved_rbtree_key);
2755
2756         /* MSI memory range */
2757         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2758                            IOVA_PFN(MSI_RANGE_START), IOVA_PFN(MSI_RANGE_END));
2759         if (!val) {
2760                 pr_err("Reserving MSI range failed\n");
2761                 return -ENOMEM;
2762         }
2763
2764         /* HT memory range */
2765         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2766                            IOVA_PFN(HT_RANGE_START), IOVA_PFN(HT_RANGE_END));
2767         if (!val) {
2768                 pr_err("Reserving HT range failed\n");
2769                 return -ENOMEM;
2770         }
2771
2772         /*
2773          * Memory used for PCI resources
2774          * FIXME: Check whether we can reserve the PCI-hole completly
2775          */
2776         for_each_pci_dev(pdev) {
2777                 int i;
2778
2779                 for (i = 0; i < PCI_NUM_RESOURCES; ++i) {
2780                         struct resource *r = &pdev->resource[i];
2781
2782                         if (!(r->flags & IORESOURCE_MEM))
2783                                 continue;
2784
2785                         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2786                                            IOVA_PFN(r->start),
2787                                            IOVA_PFN(r->end));
2788                         if (!val) {
2789                                 pr_err("Reserve pci-resource range failed\n");
2790                                 return -ENOMEM;
2791                         }
2792                 }
2793         }
2794
2795         return 0;
2796 }
2797
2798 int __init amd_iommu_init_api(void)
2799 {
2800         int ret, cpu, err = 0;
2801
2802         ret = iova_cache_get();
2803         if (ret)
2804                 return ret;
2805
2806         ret = init_reserved_iova_ranges();
2807         if (ret)
2808                 return ret;
2809
2810         for_each_possible_cpu(cpu) {
2811                 struct flush_queue *queue = per_cpu_ptr(&flush_queue, cpu);
2812
2813                 queue->entries = kzalloc(FLUSH_QUEUE_SIZE *
2814                                          sizeof(*queue->entries),
2815                                          GFP_KERNEL);
2816                 if (!queue->entries)
2817                         goto out_put_iova;
2818
2819                 spin_lock_init(&queue->lock);
2820         }
2821
2822         err = bus_set_iommu(&pci_bus_type, &amd_iommu_ops);
2823         if (err)
2824                 return err;
2825 #ifdef CONFIG_ARM_AMBA
2826         err = bus_set_iommu(&amba_bustype, &amd_iommu_ops);
2827         if (err)
2828                 return err;
2829 #endif
2830         err = bus_set_iommu(&platform_bus_type, &amd_iommu_ops);
2831         if (err)
2832                 return err;
2833         return 0;
2834
2835 out_put_iova:
2836         for_each_possible_cpu(cpu) {
2837                 struct flush_queue *queue = per_cpu_ptr(&flush_queue, cpu);
2838
2839                 kfree(queue->entries);
2840         }
2841
2842         return -ENOMEM;
2843 }
2844
2845 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
2846 {
2847         setup_timer(&queue_timer, queue_flush_timeout, 0);
2848         atomic_set(&queue_timer_on, 0);
2849
2850         swiotlb        = iommu_pass_through ? 1 : 0;
2851         iommu_detected = 1;
2852
2853         /*
2854          * In case we don't initialize SWIOTLB (actually the common case
2855          * when AMD IOMMU is enabled), make sure there are global
2856          * dma_ops set as a fall-back for devices not handled by this
2857          * driver (for example non-PCI devices).
2858          */
2859         if (!swiotlb)
2860                 dma_ops = &nommu_dma_ops;
2861
2862         if (amd_iommu_unmap_flush)
2863                 pr_info("AMD-Vi: IO/TLB flush on unmap enabled\n");
2864         else
2865                 pr_info("AMD-Vi: Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
2866
2867         return 0;
2868
2869 }
2870
2871 /*****************************************************************************
2872  *
2873  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
2874  *
2875  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
2876  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
2877  * which is not possible with the dma_ops interface.
2878  *
2879  *****************************************************************************/
2880
2881 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
2882 {
2883         struct iommu_dev_data *entry;
2884         unsigned long flags;
2885
2886         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2887
2888         while (!list_empty(&domain->dev_list)) {
2889                 entry = list_first_entry(&domain->dev_list,
2890                                          struct iommu_dev_data, list);
2891                 __detach_device(entry);
2892         }
2893
2894         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2895 }
2896
2897 static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
2898 {
2899         if (!domain)
2900                 return;
2901
2902         del_domain_from_list(domain);
2903
2904         if (domain->id)
2905                 domain_id_free(domain->id);
2906
2907         kfree(domain);
2908 }
2909
2910 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain)
2911 {
2912         spin_lock_init(&domain->lock);
2913         mutex_init(&domain->api_lock);
2914         domain->id = domain_id_alloc();
2915         if (!domain->id)
2916                 return -ENOMEM;
2917         INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
2918
2919         return 0;
2920 }
2921
2922 static struct protection_domain *protection_domain_alloc(void)
2923 {
2924         struct protection_domain *domain;
2925
2926         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
2927         if (!domain)
2928                 return NULL;
2929
2930         if (protection_domain_init(domain))
2931                 goto out_err;
2932
2933         add_domain_to_list(domain);
2934
2935         return domain;
2936
2937 out_err:
2938         kfree(domain);
2939
2940         return NULL;
2941 }
2942
2943 static struct iommu_domain *amd_iommu_domain_alloc(unsigned type)
2944 {
2945         struct protection_domain *pdomain;
2946         struct dma_ops_domain *dma_domain;
2947
2948         switch (type) {
2949         case IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED:
2950                 pdomain = protection_domain_alloc();
2951                 if (!pdomain)
2952                         return NULL;
2953
2954                 pdomain->mode    = PAGE_MODE_3_LEVEL;
2955                 pdomain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
2956                 if (!pdomain->pt_root) {
2957                         protection_domain_free(pdomain);
2958                         return NULL;
2959                 }
2960
2961                 pdomain->domain.geometry.aperture_start = 0;
2962                 pdomain->domain.geometry.aperture_end   = ~0ULL;
2963                 pdomain->domain.geometry.force_aperture = true;
2964
2965                 break;
2966         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
2967                 dma_domain = dma_ops_domain_alloc();
2968                 if (!dma_domain) {
2969                         pr_err("AMD-Vi: Failed to allocate\n");
2970                         return NULL;
2971                 }
2972                 pdomain = &dma_domain->domain;
2973                 break;
2974         case IOMMU_DOMAIN_IDENTITY:
2975                 pdomain = protection_domain_alloc();
2976                 if (!pdomain)
2977                         return NULL;
2978
2979                 pdomain->mode = PAGE_MODE_NONE;
2980                 break;
2981         default:
2982                 return NULL;
2983         }
2984
2985         return &pdomain->domain;
2986 }
2987
2988 static void amd_iommu_domain_free(struct iommu_domain *dom)
2989 {
2990         struct protection_domain *domain;
2991         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2992
2993         domain = to_pdomain(dom);
2994
2995         if (domain->dev_cnt > 0)
2996                 cleanup_domain(domain);
2997
2998         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
2999
3000         if (!dom)
3001                 return;
3002
3003         switch (dom->type) {
3004         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
3005                 /*
3006                  * First make sure the domain is no longer referenced from the
3007                  * flush queue
3008                  */
3009                 queue_flush_all();
3010
3011                 /* Now release the domain */
3012                 dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
3013                 dma_ops_domain_free(dma_dom);
3014                 break;
3015         default:
3016                 if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3017                         free_pagetable(domain);
3018
3019                 if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3020                         free_gcr3_table(domain);
3021
3022                 protection_domain_free(domain);
3023                 break;
3024         }
3025 }
3026
3027 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
3028                                     struct device *dev)
3029 {
3030         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3031         struct amd_iommu *iommu;
3032         int devid;
3033
3034         if (!check_device(dev))
3035                 return;
3036
3037         devid = get_device_id(dev);
3038         if (devid < 0)
3039                 return;
3040
3041         if (dev_data->domain != NULL)
3042                 detach_device(dev);
3043
3044         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3045         if (!iommu)
3046                 return;
3047
3048 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3049         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
3050             (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED))
3051                 dev_data->use_vapic = 0;
3052 #endif
3053
3054         iommu_completion_wait(iommu);
3055 }
3056
3057 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
3058                                    struct device *dev)
3059 {
3060         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3061         struct iommu_dev_data *dev_data;
3062         struct amd_iommu *iommu;
3063         int ret;
3064
3065         if (!check_device(dev))
3066                 return -EINVAL;
3067
3068         dev_data = dev->archdata.iommu;
3069
3070         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3071         if (!iommu)
3072                 return -EINVAL;
3073
3074         if (dev_data->domain)
3075                 detach_device(dev);
3076
3077         ret = attach_device(dev, domain);
3078
3079 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3080         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
3081                 if (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED)
3082                         dev_data->use_vapic = 1;
3083                 else
3084                         dev_data->use_vapic = 0;
3085         }
3086 #endif
3087
3088         iommu_completion_wait(iommu);
3089
3090         return ret;
3091 }
3092
3093 static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3094                          phys_addr_t paddr, size_t page_size, int iommu_prot)
3095 {
3096         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3097         int prot = 0;
3098         int ret;
3099
3100         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3101                 return -EINVAL;
3102
3103         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
3104                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
3105         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
3106                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
3107
3108         mutex_lock(&domain->api_lock);
3109         ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, page_size, prot, GFP_KERNEL);
3110         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3111
3112         return ret;
3113 }
3114
3115 static size_t amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3116                            size_t page_size)
3117 {
3118         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3119         size_t unmap_size;
3120
3121         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3122                 return -EINVAL;
3123
3124         mutex_lock(&domain->api_lock);
3125         unmap_size = iommu_unmap_page(domain, iova, page_size);
3126         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3127
3128         domain_flush_tlb_pde(domain);
3129
3130         return unmap_size;
3131 }
3132
3133 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
3134                                           dma_addr_t iova)
3135 {
3136         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3137         unsigned long offset_mask, pte_pgsize;
3138         u64 *pte, __pte;
3139
3140         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3141                 return iova;
3142
3143         pte = fetch_pte(domain, iova, &pte_pgsize);
3144
3145         if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
3146                 return 0;
3147
3148         offset_mask = pte_pgsize - 1;
3149         __pte       = *pte & PM_ADDR_MASK;
3150
3151         return (__pte & ~offset_mask) | (iova & offset_mask);
3152 }
3153
3154 static bool amd_iommu_capable(enum iommu_cap cap)
3155 {
3156         switch (cap) {
3157         case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
3158                 return true;
3159         case IOMMU_CAP_INTR_REMAP:
3160                 return (irq_remapping_enabled == 1);
3161         case IOMMU_CAP_NOEXEC:
3162                 return false;
3163         }
3164
3165         return false;
3166 }
3167
3168 static void amd_iommu_get_resv_regions(struct device *dev,
3169                                        struct list_head *head)
3170 {
3171         struct iommu_resv_region *region;
3172         struct unity_map_entry *entry;
3173         int devid;
3174
3175         devid = get_device_id(dev);
3176         if (devid < 0)
3177                 return;
3178
3179         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
3180                 size_t length;
3181                 int prot = 0;
3182
3183                 if (devid < entry->devid_start || devid > entry->devid_end)
3184                         continue;
3185
3186                 length = entry->address_end - entry->address_start;
3187                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IR)
3188                         prot |= IOMMU_READ;
3189                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IW)
3190                         prot |= IOMMU_WRITE;
3191
3192                 region = iommu_alloc_resv_region(entry->address_start,
3193                                                  length, prot,
3194                                                  IOMMU_RESV_DIRECT);
3195                 if (!region) {
3196                         pr_err("Out of memory allocating dm-regions for %s\n",
3197                                 dev_name(dev));
3198                         return;
3199                 }
3200                 list_add_tail(&region->list, head);
3201         }
3202
3203         region = iommu_alloc_resv_region(MSI_RANGE_START,
3204                                          MSI_RANGE_END - MSI_RANGE_START + 1,
3205                                          0, IOMMU_RESV_MSI);
3206         if (!region)
3207                 return;
3208         list_add_tail(&region->list, head);
3209
3210         region = iommu_alloc_resv_region(HT_RANGE_START,
3211                                          HT_RANGE_END - HT_RANGE_START + 1,
3212                                          0, IOMMU_RESV_RESERVED);
3213         if (!region)
3214                 return;
3215         list_add_tail(&region->list, head);
3216 }
3217
3218 static void amd_iommu_put_resv_regions(struct device *dev,
3219                                      struct list_head *head)
3220 {
3221         struct iommu_resv_region *entry, *next;
3222
3223         list_for_each_entry_safe(entry, next, head, list)
3224                 kfree(entry);
3225 }
3226
3227 static void amd_iommu_apply_resv_region(struct device *dev,
3228                                       struct iommu_domain *domain,
3229                                       struct iommu_resv_region *region)
3230 {
3231         struct dma_ops_domain *dma_dom = to_dma_ops_domain(to_pdomain(domain));
3232         unsigned long start, end;
3233
3234         start = IOVA_PFN(region->start);
3235         end   = IOVA_PFN(region->start + region->length);
3236
3237         WARN_ON_ONCE(reserve_iova(&dma_dom->iovad, start, end) == NULL);
3238 }
3239
3240 const struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
3241         .capable = amd_iommu_capable,
3242         .domain_alloc = amd_iommu_domain_alloc,
3243         .domain_free  = amd_iommu_domain_free,
3244         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
3245         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
3246         .map = amd_iommu_map,
3247         .unmap = amd_iommu_unmap,
3248         .map_sg = default_iommu_map_sg,
3249         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
3250         .add_device = amd_iommu_add_device,
3251         .remove_device = amd_iommu_remove_device,
3252         .device_group = amd_iommu_device_group,
3253         .get_resv_regions = amd_iommu_get_resv_regions,
3254         .put_resv_regions = amd_iommu_put_resv_regions,
3255         .apply_resv_region = amd_iommu_apply_resv_region,
3256         .pgsize_bitmap  = AMD_IOMMU_PGSIZES,
3257 };
3258
3259 /*****************************************************************************
3260  *
3261  * The next functions do a basic initialization of IOMMU for pass through
3262  * mode
3263  *
3264  * In passthrough mode the IOMMU is initialized and enabled but not used for
3265  * DMA-API translation.
3266  *
3267  *****************************************************************************/
3268
3269 /* IOMMUv2 specific functions */
3270 int amd_iommu_register_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3271 {
3272         return atomic_notifier_chain_register(&ppr_notifier, nb);
3273 }
3274 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ppr_notifier);
3275
3276 int amd_iommu_unregister_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3277 {
3278         return atomic_notifier_chain_unregister(&ppr_notifier, nb);
3279 }
3280 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_unregister_ppr_notifier);
3281
3282 void amd_iommu_domain_direct_map(struct iommu_domain *dom)
3283 {
3284         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3285         unsigned long flags;
3286
3287         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3288
3289         /* Update data structure */
3290         domain->mode    = PAGE_MODE_NONE;
3291         domain->updated = true;
3292
3293         /* Make changes visible to IOMMUs */
3294         update_domain(domain);
3295
3296         /* Page-table is not visible to IOMMU anymore, so free it */
3297         free_pagetable(domain);
3298
3299         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3300 }
3301 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_direct_map);
3302
3303 int amd_iommu_domain_enable_v2(struct iommu_domain *dom, int pasids)
3304 {
3305         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3306         unsigned long flags;
3307         int levels, ret;
3308
3309         if (pasids <= 0 || pasids > (PASID_MASK + 1))
3310                 return -EINVAL;
3311
3312         /* Number of GCR3 table levels required */
3313         for (levels = 0; (pasids - 1) & ~0x1ff; pasids >>= 9)
3314                 levels += 1;
3315
3316         if (levels > amd_iommu_max_glx_val)
3317                 return -EINVAL;
3318
3319         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3320
3321         /*
3322          * Save us all sanity checks whether devices already in the
3323          * domain support IOMMUv2. Just force that the domain has no
3324          * devices attached when it is switched into IOMMUv2 mode.
3325          */
3326         ret = -EBUSY;
3327         if (domain->dev_cnt > 0 || domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3328                 goto out;
3329
3330         ret = -ENOMEM;
3331         domain->gcr3_tbl = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3332         if (domain->gcr3_tbl == NULL)
3333                 goto out;
3334
3335         domain->glx      = levels;
3336         domain->flags   |= PD_IOMMUV2_MASK;
3337         domain->updated  = true;
3338
3339         update_domain(domain);
3340
3341         ret = 0;
3342
3343 out:
3344         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3345
3346         return ret;
3347 }
3348 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_enable_v2);
3349
3350 static int __flush_pasid(struct protection_domain *domain, int pasid,
3351                          u64 address, bool size)
3352 {
3353         struct iommu_dev_data *dev_data;
3354         struct iommu_cmd cmd;
3355         int i, ret;
3356
3357         if (!(domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3358                 return -EINVAL;
3359
3360         build_inv_iommu_pasid(&cmd, domain->id, pasid, address, size);
3361
3362         /*
3363          * IOMMU TLB needs to be flushed before Device TLB to
3364          * prevent device TLB refill from IOMMU TLB
3365          */
3366         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
3367                 if (domain->dev_iommu[i] == 0)
3368                         continue;
3369
3370                 ret = iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
3371                 if (ret != 0)
3372                         goto out;
3373         }
3374
3375         /* Wait until IOMMU TLB flushes are complete */
3376         domain_flush_complete(domain);
3377
3378         /* Now flush device TLBs */
3379         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
3380                 struct amd_iommu *iommu;
3381                 int qdep;
3382
3383                 /*
3384                    There might be non-IOMMUv2 capable devices in an IOMMUv2
3385                  * domain.
3386                  */
3387                 if (!dev_data->ats.enabled)
3388                         continue;
3389
3390                 qdep  = dev_data->ats.qdep;
3391                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3392
3393                 build_inv_iotlb_pasid(&cmd, dev_data->devid, pasid,
3394                                       qdep, address, size);
3395
3396                 ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3397                 if (ret != 0)
3398                         goto out;
3399         }
3400
3401         /* Wait until all device TLBs are flushed */
3402         domain_flush_complete(domain);
3403
3404         ret = 0;
3405
3406 out:
3407
3408         return ret;
3409 }
3410
3411 static int __amd_iommu_flush_page(struct protection_domain *domain, int pasid,
3412                                   u64 address)
3413 {
3414         return __flush_pasid(domain, pasid, address, false);
3415 }
3416
3417 int amd_iommu_flush_page(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3418                          u64 address)
3419 {
3420         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3421         unsigned long flags;
3422         int ret;
3423
3424         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3425         ret = __amd_iommu_flush_page(domain, pasid, address);
3426         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3427
3428         return ret;
3429 }
3430 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_page);
3431
3432 static int __amd_iommu_flush_tlb(struct protection_domain *domain, int pasid)
3433 {
3434         return __flush_pasid(domain, pasid, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
3435                              true);
3436 }
3437
3438 int amd_iommu_flush_tlb(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3439 {
3440         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3441         unsigned long flags;
3442         int ret;
3443
3444         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3445         ret = __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3446         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3447
3448         return ret;
3449 }
3450 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_tlb);
3451
3452 static u64 *__get_gcr3_pte(u64 *root, int level, int pasid, bool alloc)
3453 {
3454         int index;
3455         u64 *pte;
3456
3457         while (true) {
3458
3459                 index = (pasid >> (9 * level)) & 0x1ff;
3460                 pte   = &root[index];
3461
3462                 if (level == 0)
3463                         break;
3464
3465                 if (!(*pte & GCR3_VALID)) {
3466                         if (!alloc)
3467                                 return NULL;
3468
3469                         root = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3470                         if (root == NULL)
3471                                 return NULL;
3472
3473                         *pte = __pa(root) | GCR3_VALID;
3474                 }
3475
3476                 root = __va(*pte & PAGE_MASK);
3477
3478                 level -= 1;
3479         }
3480
3481         return pte;
3482 }
3483
3484 static int __set_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid,
3485                       unsigned long cr3)
3486 {
3487         u64 *pte;
3488
3489         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3490                 return -EINVAL;
3491
3492         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, true);
3493         if (pte == NULL)
3494                 return -ENOMEM;
3495
3496         *pte = (cr3 & PAGE_MASK) | GCR3_VALID;
3497
3498         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3499 }
3500
3501 static int __clear_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid)
3502 {
3503         u64 *pte;
3504
3505         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3506                 return -EINVAL;
3507
3508         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, false);
3509         if (pte == NULL)
3510                 return 0;
3511
3512         *pte = 0;
3513
3514         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3515 }
3516
3517 int amd_iommu_domain_set_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3518                               unsigned long cr3)
3519 {
3520         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3521         unsigned long flags;
3522         int ret;
3523
3524         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3525         ret = __set_gcr3(domain, pasid, cr3);
3526         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3527
3528         return ret;
3529 }
3530 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_set_gcr3);
3531
3532 int amd_iommu_domain_clear_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3533 {
3534         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3535         unsigned long flags;
3536         int ret;
3537
3538         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3539         ret = __clear_gcr3(domain, pasid);
3540         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3541
3542         return ret;
3543 }
3544 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_clear_gcr3);
3545
3546 int amd_iommu_complete_ppr(struct pci_dev *pdev, int pasid,
3547                            int status, int tag)
3548 {
3549         struct iommu_dev_data *dev_data;
3550         struct amd_iommu *iommu;
3551         struct iommu_cmd cmd;
3552
3553         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3554         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3555
3556         build_complete_ppr(&cmd, dev_data->devid, pasid, status,
3557                            tag, dev_data->pri_tlp);
3558
3559         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3560 }
3561 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_complete_ppr);
3562
3563 struct iommu_domain *amd_iommu_get_v2_domain(struct pci_dev *pdev)
3564 {
3565         struct protection_domain *pdomain;
3566
3567         pdomain = get_domain(&pdev->dev);
3568         if (IS_ERR(pdomain))
3569                 return NULL;
3570
3571         /* Only return IOMMUv2 domains */
3572         if (!(pdomain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3573                 return NULL;
3574
3575         return &pdomain->domain;
3576 }
3577 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_get_v2_domain);
3578
3579 void amd_iommu_enable_device_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
3580 {
3581         struct iommu_dev_data *dev_data;
3582
3583         if (!amd_iommu_v2_supported())
3584                 return;
3585
3586         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3587         dev_data->errata |= (1 << erratum);
3588 }
3589 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_enable_device_erratum);
3590
3591 int amd_iommu_device_info(struct pci_dev *pdev,
3592                           struct amd_iommu_device_info *info)
3593 {
3594         int max_pasids;
3595         int pos;
3596
3597         if (pdev == NULL || info == NULL)
3598                 return -EINVAL;
3599
3600         if (!amd_iommu_v2_supported())
3601                 return -EINVAL;
3602
3603         memset(info, 0, sizeof(*info));
3604
3605         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_ATS);
3606         if (pos)
3607                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_ATS_SUP;
3608
3609         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
3610         if (pos)
3611                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRI_SUP;
3612
3613         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PASID);
3614         if (pos) {
3615                 int features;
3616
3617                 max_pasids = 1 << (9 * (amd_iommu_max_glx_val + 1));
3618                 max_pasids = min(max_pasids, (1 << 20));
3619
3620                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PASID_SUP;
3621                 info->max_pasids = min(pci_max_pasids(pdev), max_pasids);
3622
3623                 features = pci_pasid_features(pdev);
3624                 if (features & PCI_PASID_CAP_EXEC)
3625                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_EXEC_SUP;
3626                 if (features & PCI_PASID_CAP_PRIV)
3627                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRIV_SUP;
3628         }
3629
3630         return 0;
3631 }
3632 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_device_info);
3633
3634 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3635
3636 /*****************************************************************************
3637  *
3638  * Interrupt Remapping Implementation
3639  *
3640  *****************************************************************************/
3641
3642 static struct irq_chip amd_ir_chip;
3643
3644 #define DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK  (((1ULL << 45)-1) << 6)
3645 #define DTE_IRQ_REMAP_INTCTL    (2ULL << 60)
3646 #define DTE_IRQ_TABLE_LEN       (8ULL << 1)
3647 #define DTE_IRQ_REMAP_ENABLE    1ULL
3648
3649 static void set_dte_irq_entry(u16 devid, struct irq_remap_table *table)
3650 {
3651         u64 dte;
3652
3653         dte     = amd_iommu_dev_table[devid].data[2];
3654         dte     &= ~DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK;
3655         dte     |= virt_to_phys(table->table);
3656         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_INTCTL;
3657         dte     |= DTE_IRQ_TABLE_LEN;
3658         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
3659
3660         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = dte;
3661 }
3662
3663 static struct irq_remap_table *get_irq_table(u16 devid, bool ioapic)
3664 {
3665         struct irq_remap_table *table = NULL;
3666         struct amd_iommu *iommu;
3667         unsigned long flags;
3668         u16 alias;
3669
3670         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3671
3672         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3673         if (!iommu)
3674                 goto out_unlock;
3675
3676         table = irq_lookup_table[devid];
3677         if (table)
3678                 goto out_unlock;
3679
3680         alias = amd_iommu_alias_table[devid];
3681         table = irq_lookup_table[alias];
3682         if (table) {
3683                 irq_lookup_table[devid] = table;
3684                 set_dte_irq_entry(devid, table);
3685                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
3686                 goto out;
3687         }
3688
3689         /* Nothing there yet, allocate new irq remapping table */
3690         table = kzalloc(sizeof(*table), GFP_ATOMIC);
3691         if (!table)
3692                 goto out_unlock;
3693
3694         /* Initialize table spin-lock */
3695         spin_lock_init(&table->lock);
3696
3697         if (ioapic)
3698                 /* Keep the first 32 indexes free for IOAPIC interrupts */
3699                 table->min_index = 32;
3700
3701         table->table = kmem_cache_alloc(amd_iommu_irq_cache, GFP_ATOMIC);
3702         if (!table->table) {
3703                 kfree(table);
3704                 table = NULL;
3705                 goto out_unlock;
3706         }
3707
3708         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
3709                 memset(table->table, 0,
3710                        MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32));
3711         else
3712                 memset(table->table, 0,
3713                        (MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2)));
3714
3715         if (ioapic) {
3716                 int i;
3717
3718                 for (i = 0; i < 32; ++i)
3719                         iommu->irte_ops->set_allocated(table, i);
3720         }
3721
3722         irq_lookup_table[devid] = table;
3723         set_dte_irq_entry(devid, table);
3724         iommu_flush_dte(iommu, devid);
3725         if (devid != alias) {
3726                 irq_lookup_table[alias] = table;
3727                 set_dte_irq_entry(alias, table);
3728                 iommu_flush_dte(iommu, alias);
3729         }
3730
3731 out:
3732         iommu_completion_wait(iommu);
3733
3734 out_unlock:
3735         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3736
3737         return table;
3738 }
3739
3740 static int alloc_irq_index(u16 devid, int count)
3741 {
3742         struct irq_remap_table *table;
3743         unsigned long flags;
3744         int index, c;
3745         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3746
3747         if (!iommu)
3748                 return -ENODEV;
3749
3750         table = get_irq_table(devid, false);
3751         if (!table)
3752                 return -ENODEV;
3753
3754         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3755
3756         /* Scan table for free entries */
3757         for (c = 0, index = table->min_index;
3758              index < MAX_IRQS_PER_TABLE;
3759              ++index) {
3760                 if (!iommu->irte_ops->is_allocated(table, index))
3761                         c += 1;
3762                 else
3763                         c = 0;
3764
3765                 if (c == count) {
3766                         for (; c != 0; --c)
3767                                 iommu->irte_ops->set_allocated(table, index - c + 1);
3768
3769                         index -= count - 1;
3770                         goto out;
3771                 }
3772         }
3773
3774         index = -ENOSPC;
3775
3776 out:
3777         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3778
3779         return index;
3780 }
3781
3782 static int modify_irte_ga(u16 devid, int index, struct irte_ga *irte,
3783                           struct amd_ir_data *data)
3784 {
3785         struct irq_remap_table *table;
3786         struct amd_iommu *iommu;
3787         unsigned long flags;
3788         struct irte_ga *entry;
3789
3790         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3791         if (iommu == NULL)
3792                 return -EINVAL;
3793
3794         table = get_irq_table(devid, false);
3795         if (!table)
3796                 return -ENOMEM;
3797
3798         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3799
3800         entry = (struct irte_ga *)table->table;
3801         entry = &entry[index];
3802         entry->lo.fields_remap.valid = 0;
3803         entry->hi.val = irte->hi.val;
3804         entry->lo.val = irte->lo.val;
3805         entry->lo.fields_remap.valid = 1;
3806         if (data)
3807                 data->ref = entry;
3808
3809         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3810
3811         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3812         iommu_completion_wait(iommu);
3813
3814         return 0;
3815 }
3816
3817 static int modify_irte(u16 devid, int index, union irte *irte)
3818 {
3819         struct irq_remap_table *table;
3820         struct amd_iommu *iommu;
3821         unsigned long flags;
3822
3823         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3824         if (iommu == NULL)
3825                 return -EINVAL;
3826
3827         table = get_irq_table(devid, false);
3828         if (!table)
3829                 return -ENOMEM;
3830
3831         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3832         table->table[index] = irte->val;
3833         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3834
3835         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3836         iommu_completion_wait(iommu);
3837
3838         return 0;
3839 }
3840
3841 static void free_irte(u16 devid, int index)
3842 {
3843         struct irq_remap_table *table;
3844         struct amd_iommu *iommu;
3845         unsigned long flags;
3846
3847         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3848         if (iommu == NULL)
3849                 return;
3850
3851         table = get_irq_table(devid, false);
3852         if (!table)
3853                 return;
3854
3855         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3856         iommu->irte_ops->clear_allocated(table, index);
3857         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
3858
3859         iommu_flush_irt(iommu, devid);
3860         iommu_completion_wait(iommu);
3861 }
3862
3863 static void irte_prepare(void *entry,
3864                          u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
3865                          u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
3866 {
3867         union irte *irte = (union irte *) entry;
3868
3869         irte->val                = 0;
3870         irte->fields.vector      = vector;
3871         irte->fields.int_type    = delivery_mode;
3872         irte->fields.destination = dest_apicid;
3873         irte->fields.dm          = dest_mode;
3874         irte->fields.valid       = 1;
3875 }
3876
3877 static void irte_ga_prepare(void *entry,
3878                             u32 delivery_mode, u32 dest_mode,
3879                             u8 vector, u32 dest_apicid, int devid)
3880 {
3881         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3882
3883         irte->lo.val                      = 0;
3884         irte->hi.val                      = 0;
3885         irte->lo.fields_remap.int_type    = delivery_mode;
3886         irte->lo.fields_remap.dm          = dest_mode;
3887         irte->hi.fields.vector            = vector;
3888         irte->lo.fields_remap.destination = dest_apicid;
3889         irte->lo.fields_remap.valid       = 1;
3890 }
3891
3892 static void irte_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3893 {
3894         union irte *irte = (union irte *) entry;
3895
3896         irte->fields.valid = 1;
3897         modify_irte(devid, index, irte);
3898 }
3899
3900 static void irte_ga_activate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3901 {
3902         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3903
3904         irte->lo.fields_remap.valid = 1;
3905         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3906 }
3907
3908 static void irte_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3909 {
3910         union irte *irte = (union irte *) entry;
3911
3912         irte->fields.valid = 0;
3913         modify_irte(devid, index, irte);
3914 }
3915
3916 static void irte_ga_deactivate(void *entry, u16 devid, u16 index)
3917 {
3918         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3919
3920         irte->lo.fields_remap.valid = 0;
3921         modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3922 }
3923
3924 static void irte_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
3925                               u8 vector, u32 dest_apicid)
3926 {
3927         union irte *irte = (union irte *) entry;
3928
3929         irte->fields.vector = vector;
3930         irte->fields.destination = dest_apicid;
3931         modify_irte(devid, index, irte);
3932 }
3933
3934 static void irte_ga_set_affinity(void *entry, u16 devid, u16 index,
3935                                  u8 vector, u32 dest_apicid)
3936 {
3937         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) entry;
3938         struct iommu_dev_data *dev_data = search_dev_data(devid);
3939
3940         if (!dev_data || !dev_data->use_vapic ||
3941             !irte->lo.fields_remap.guest_mode) {
3942                 irte->hi.fields.vector = vector;
3943                 irte->lo.fields_remap.destination = dest_apicid;
3944                 modify_irte_ga(devid, index, irte, NULL);
3945         }
3946 }
3947
3948 #define IRTE_ALLOCATED (~1U)
3949 static void irte_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3950 {
3951         table->table[index] = IRTE_ALLOCATED;
3952 }
3953
3954 static void irte_ga_set_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3955 {
3956         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
3957         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
3958
3959         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
3960         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
3961         irte->hi.fields.vector = 0xff;
3962 }
3963
3964 static bool irte_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3965 {
3966         union irte *ptr = (union irte *)table->table;
3967         union irte *irte = &ptr[index];
3968
3969         return irte->val != 0;
3970 }
3971
3972 static bool irte_ga_is_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3973 {
3974         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
3975         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
3976
3977         return irte->hi.fields.vector != 0;
3978 }
3979
3980 static void irte_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3981 {
3982         table->table[index] = 0;
3983 }
3984
3985 static void irte_ga_clear_allocated(struct irq_remap_table *table, int index)
3986 {
3987         struct irte_ga *ptr = (struct irte_ga *)table->table;
3988         struct irte_ga *irte = &ptr[index];
3989
3990         memset(&irte->lo.val, 0, sizeof(u64));
3991         memset(&irte->hi.val, 0, sizeof(u64));
3992 }
3993
3994 static int get_devid(struct irq_alloc_info *info)
3995 {
3996         int devid = -1;
3997
3998         switch (info->type) {
3999         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
4000                 devid     = get_ioapic_devid(info->ioapic_id);
4001                 break;
4002         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
4003                 devid     = get_hpet_devid(info->hpet_id);
4004                 break;
4005         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4006         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4007                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
4008                 break;
4009         default:
4010                 BUG_ON(1);
4011                 break;
4012         }
4013
4014         return devid;
4015 }
4016
4017 static struct irq_domain *get_ir_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
4018 {
4019         struct amd_iommu *iommu;
4020         int devid;
4021
4022         if (!info)
4023                 return NULL;
4024
4025         devid = get_devid(info);
4026         if (devid >= 0) {
4027                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4028                 if (iommu)
4029                         return iommu->ir_domain;
4030         }
4031
4032         return NULL;
4033 }
4034
4035 static struct irq_domain *get_irq_domain(struct irq_alloc_info *info)
4036 {
4037         struct amd_iommu *iommu;
4038         int devid;
4039
4040         if (!info)
4041                 return NULL;
4042
4043         switch (info->type) {
4044         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4045         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4046                 devid = get_device_id(&info->msi_dev->dev);
4047                 if (devid < 0)
4048                         return NULL;
4049
4050                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4051                 if (iommu)
4052                         return iommu->msi_domain;
4053                 break;
4054         default:
4055                 break;
4056         }
4057
4058         return NULL;
4059 }
4060
4061 struct irq_remap_ops amd_iommu_irq_ops = {
4062         .prepare                = amd_iommu_prepare,
4063         .enable                 = amd_iommu_enable,
4064         .disable                = amd_iommu_disable,
4065         .reenable               = amd_iommu_reenable,
4066         .enable_faulting        = amd_iommu_enable_faulting,
4067         .get_ir_irq_domain      = get_ir_irq_domain,
4068         .get_irq_domain         = get_irq_domain,
4069 };
4070
4071 static void irq_remapping_prepare_irte(struct amd_ir_data *data,
4072                                        struct irq_cfg *irq_cfg,
4073                                        struct irq_alloc_info *info,
4074                                        int devid, int index, int sub_handle)
4075 {
4076         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4077         struct msi_msg *msg = &data->msi_entry;
4078         struct IO_APIC_route_entry *entry;
4079         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4080
4081         if (!iommu)
4082                 return;
4083
4084         data->irq_2_irte.devid = devid;
4085         data->irq_2_irte.index = index + sub_handle;
4086         iommu->irte_ops->prepare(data->entry, apic->irq_delivery_mode,
4087                                  apic->irq_dest_mode, irq_cfg->vector,
4088                                  irq_cfg->dest_apicid, devid);
4089
4090         switch (info->type) {
4091         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC:
4092                 /* Setup IOAPIC entry */
4093                 entry = info->ioapic_entry;
4094                 info->ioapic_entry = NULL;
4095                 memset(entry, 0, sizeof(*entry));
4096                 entry->vector        = index;
4097                 entry->mask          = 0;
4098                 entry->trigger       = info->ioapic_trigger;
4099                 entry->polarity      = info->ioapic_polarity;
4100                 /* Mask level triggered irqs. */
4101                 if (info->ioapic_trigger)
4102                         entry->mask = 1;
4103                 break;
4104
4105         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_HPET:
4106         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI:
4107         case X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX:
4108                 msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI;
4109                 msg->address_lo = MSI_ADDR_BASE_LO;
4110                 msg->data = irte_info->index;
4111                 break;
4112
4113         default:
4114                 BUG_ON(1);
4115                 break;
4116         }
4117 }
4118
4119 struct amd_irte_ops irte_32_ops = {
4120         .prepare = irte_prepare,
4121         .activate = irte_activate,
4122         .deactivate = irte_deactivate,
4123         .set_affinity = irte_set_affinity,
4124         .set_allocated = irte_set_allocated,
4125         .is_allocated = irte_is_allocated,
4126         .clear_allocated = irte_clear_allocated,
4127 };
4128
4129 struct amd_irte_ops irte_128_ops = {
4130         .prepare = irte_ga_prepare,
4131         .activate = irte_ga_activate,
4132         .deactivate = irte_ga_deactivate,
4133         .set_affinity = irte_ga_set_affinity,
4134         .set_allocated = irte_ga_set_allocated,
4135         .is_allocated = irte_ga_is_allocated,
4136         .clear_allocated = irte_ga_clear_allocated,
4137 };
4138
4139 static int irq_remapping_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4140                                unsigned int nr_irqs, void *arg)
4141 {
4142         struct irq_alloc_info *info = arg;
4143         struct irq_data *irq_data;
4144         struct amd_ir_data *data = NULL;
4145         struct irq_cfg *cfg;
4146         int i, ret, devid;
4147         int index = -1;
4148
4149         if (!info)
4150                 return -EINVAL;
4151         if (nr_irqs > 1 && info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI &&
4152             info->type != X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSIX)
4153                 return -EINVAL;
4154
4155         /*
4156          * With IRQ remapping enabled, don't need contiguous CPU vectors
4157          * to support multiple MSI interrupts.
4158          */
4159         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_MSI)
4160                 info->flags &= ~X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS;
4161
4162         devid = get_devid(info);
4163         if (devid < 0)
4164                 return -EINVAL;
4165
4166         ret = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs, arg);
4167         if (ret < 0)
4168                 return ret;
4169
4170         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_IOAPIC) {
4171                 if (get_irq_table(devid, true))
4172                         index = info->ioapic_pin;
4173                 else
4174                         ret = -ENOMEM;
4175         } else {
4176                 index = alloc_irq_index(devid, nr_irqs);
4177         }
4178         if (index < 0) {
4179                 pr_warn("Failed to allocate IRTE\n");
4180                 ret = index;
4181                 goto out_free_parent;
4182         }
4183
4184         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4185                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4186                 cfg = irqd_cfg(irq_data);
4187                 if (!irq_data || !cfg) {
4188                         ret = -EINVAL;
4189                         goto out_free_data;
4190                 }
4191
4192                 ret = -ENOMEM;
4193                 data = kzalloc(sizeof(*data), GFP_KERNEL);
4194                 if (!data)
4195                         goto out_free_data;
4196
4197                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
4198                         data->entry = kzalloc(sizeof(union irte), GFP_KERNEL);
4199                 else
4200                         data->entry = kzalloc(sizeof(struct irte_ga),
4201                                                      GFP_KERNEL);
4202                 if (!data->entry) {
4203                         kfree(data);
4204                         goto out_free_data;
4205                 }
4206
4207                 irq_data->hwirq = (devid << 16) + i;
4208                 irq_data->chip_data = data;
4209                 irq_data->chip = &amd_ir_chip;
4210                 irq_remapping_prepare_irte(data, cfg, info, devid, index, i);
4211                 irq_set_status_flags(virq + i, IRQ_MOVE_PCNTXT);
4212         }
4213
4214         return 0;
4215
4216 out_free_data:
4217         for (i--; i >= 0; i--) {
4218                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
4219                 if (irq_data)
4220                         kfree(irq_data->chip_data);
4221         }
4222         for (i = 0; i < nr_irqs; i++)
4223                 free_irte(devid, index + i);
4224 out_free_parent:
4225         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4226         return ret;
4227 }
4228
4229 static void irq_remapping_free(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
4230                                unsigned int nr_irqs)
4231 {
4232         struct irq_2_irte *irte_info;
4233         struct irq_data *irq_data;
4234         struct amd_ir_data *data;
4235         int i;
4236
4237         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
4238                 irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, virq  + i);
4239                 if (irq_data && irq_data->chip_data) {
4240                         data = irq_data->chip_data;
4241                         irte_info = &data->irq_2_irte;
4242                         free_irte(irte_info->devid, irte_info->index);
4243                         kfree(data->entry);
4244                         kfree(data);
4245                 }
4246         }
4247         irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, nr_irqs);
4248 }
4249
4250 static void irq_remapping_activate(struct irq_domain *domain,
4251                                    struct irq_data *irq_data)
4252 {
4253         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4254         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4255         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4256
4257         if (iommu)
4258                 iommu->irte_ops->activate(data->entry, irte_info->devid,
4259                                           irte_info->index);
4260 }
4261
4262 static void irq_remapping_deactivate(struct irq_domain *domain,
4263                                      struct irq_data *irq_data)
4264 {
4265         struct amd_ir_data *data = irq_data->chip_data;
4266         struct irq_2_irte *irte_info = &data->irq_2_irte;
4267         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4268
4269         if (iommu)
4270                 iommu->irte_ops->deactivate(data->entry, irte_info->devid,
4271                                             irte_info->index);
4272 }
4273
4274 static struct irq_domain_ops amd_ir_domain_ops = {
4275         .alloc = irq_remapping_alloc,
4276         .free = irq_remapping_free,
4277         .activate = irq_remapping_activate,
4278         .deactivate = irq_remapping_deactivate,
4279 };
4280
4281 static int amd_ir_set_vcpu_affinity(struct irq_data *data, void *vcpu_info)
4282 {
4283         struct amd_iommu *iommu;
4284         struct amd_iommu_pi_data *pi_data = vcpu_info;
4285         struct vcpu_data *vcpu_pi_info = pi_data->vcpu_data;
4286         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4287         struct irte_ga *irte = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4288         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4289         struct iommu_dev_data *dev_data = search_dev_data(irte_info->devid);
4290
4291         /* Note:
4292          * This device has never been set up for guest mode.
4293          * we should not modify the IRTE
4294          */
4295         if (!dev_data || !dev_data->use_vapic)
4296                 return 0;
4297
4298         pi_data->ir_data = ir_data;
4299
4300         /* Note:
4301          * SVM tries to set up for VAPIC mode, but we are in
4302          * legacy mode. So, we force legacy mode instead.
4303          */
4304         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
4305                 pr_debug("AMD-Vi: %s: Fall back to using intr legacy remap\n",
4306                          __func__);
4307                 pi_data->is_guest_mode = false;
4308         }
4309
4310         iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4311         if (iommu == NULL)
4312                 return -EINVAL;
4313
4314         pi_data->prev_ga_tag = ir_data->cached_ga_tag;
4315         if (pi_data->is_guest_mode) {
4316                 /* Setting */
4317                 irte->hi.fields.ga_root_ptr = (pi_data->base >> 12);
4318                 irte->hi.fields.vector = vcpu_pi_info->vector;
4319                 irte->lo.fields_vapic.guest_mode = 1;
4320                 irte->lo.fields_vapic.ga_tag = pi_data->ga_tag;
4321
4322                 ir_data->cached_ga_tag = pi_data->ga_tag;
4323         } else {
4324                 /* Un-Setting */
4325                 struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4326
4327                 irte->hi.val = 0;
4328                 irte->lo.val = 0;
4329                 irte->hi.fields.vector = cfg->vector;
4330                 irte->lo.fields_remap.guest_mode = 0;
4331                 irte->lo.fields_remap.destination = cfg->dest_apicid;
4332                 irte->lo.fields_remap.int_type = apic->irq_delivery_mode;
4333                 irte->lo.fields_remap.dm = apic->irq_dest_mode;
4334
4335                 /*
4336                  * This communicates the ga_tag back to the caller
4337                  * so that it can do all the necessary clean up.
4338                  */
4339                 ir_data->cached_ga_tag = 0;
4340         }
4341
4342         return modify_irte_ga(irte_info->devid, irte_info->index, irte, ir_data);
4343 }
4344
4345 static int amd_ir_set_affinity(struct irq_data *data,
4346                                const struct cpumask *mask, bool force)
4347 {
4348         struct amd_ir_data *ir_data = data->chip_data;
4349         struct irq_2_irte *irte_info = &ir_data->irq_2_irte;
4350         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
4351         struct irq_data *parent = data->parent_data;
4352         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[irte_info->devid];
4353         int ret;
4354
4355         if (!iommu)
4356                 return -ENODEV;
4357
4358         ret = parent->chip->irq_set_affinity(parent, mask, force);
4359         if (ret < 0 || ret == IRQ_SET_MASK_OK_DONE)
4360                 return ret;
4361
4362         /*
4363          * Atomically updates the IRTE with the new destination, vector
4364          * and flushes the interrupt entry cache.
4365          */
4366         iommu->irte_ops->set_affinity(ir_data->entry, irte_info->devid,
4367                             irte_info->index, cfg->vector, cfg->dest_apicid);
4368
4369         /*
4370          * After this point, all the interrupts will start arriving
4371          * at the new destination. So, time to cleanup the previous
4372          * vector allocation.
4373          */
4374         send_cleanup_vector(cfg);
4375
4376         return IRQ_SET_MASK_OK_DONE;
4377 }
4378
4379 static void ir_compose_msi_msg(struct irq_data *irq_data, struct msi_msg *msg)
4380 {
4381         struct amd_ir_data *ir_data = irq_data->chip_data;
4382
4383         *msg = ir_data->msi_entry;
4384 }
4385
4386 static struct irq_chip amd_ir_chip = {
4387         .irq_ack = ir_ack_apic_edge,
4388         .irq_set_affinity = amd_ir_set_affinity,
4389         .irq_set_vcpu_affinity = amd_ir_set_vcpu_affinity,
4390         .irq_compose_msi_msg = ir_compose_msi_msg,
4391 };
4392
4393 int amd_iommu_create_irq_domain(struct amd_iommu *iommu)
4394 {
4395         iommu->ir_domain = irq_domain_add_tree(NULL, &amd_ir_domain_ops, iommu);
4396         if (!iommu->ir_domain)
4397                 return -ENOMEM;
4398
4399         iommu->ir_domain->parent = arch_get_ir_parent_domain();
4400         iommu->msi_domain = arch_create_msi_irq_domain(iommu->ir_domain);
4401
4402         return 0;
4403 }
4404
4405 int amd_iommu_update_ga(int cpu, bool is_run, void *data)
4406 {
4407         unsigned long flags;
4408         struct amd_iommu *iommu;
4409         struct irq_remap_table *irt;
4410         struct amd_ir_data *ir_data = (struct amd_ir_data *)data;
4411         int devid = ir_data->irq_2_irte.devid;
4412         struct irte_ga *entry = (struct irte_ga *) ir_data->entry;
4413         struct irte_ga *ref = (struct irte_ga *) ir_data->ref;
4414
4415         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) ||
4416             !ref || !entry || !entry->lo.fields_vapic.guest_mode)
4417                 return 0;
4418
4419         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4420         if (!iommu)
4421                 return -ENODEV;
4422
4423         irt = get_irq_table(devid, false);
4424         if (!irt)
4425                 return -ENODEV;
4426
4427         spin_lock_irqsave(&irt->lock, flags);
4428
4429         if (ref->lo.fields_vapic.guest_mode) {
4430                 if (cpu >= 0)
4431                         ref->lo.fields_vapic.destination = cpu;
4432                 ref->lo.fields_vapic.is_run = is_run;
4433                 barrier();
4434         }
4435
4436         spin_unlock_irqrestore(&irt->lock, flags);
4437
4438         iommu_flush_irt(iommu, devid);
4439         iommu_completion_wait(iommu);
4440         return 0;
4441 }
4442 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_update_ga);
4443 #endif