Merge tag 'iommu-updates-v4.21' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[sfrench/cifs-2.6.git] / 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 #define pr_fmt(fmt)     "AMD-Vi: " fmt
21
22 #include <linux/ratelimit.h>
23 #include <linux/pci.h>
24 #include <linux/acpi.h>
25 #include <linux/amba/bus.h>
26 #include <linux/platform_device.h>
27 #include <linux/pci-ats.h>
28 #include <linux/bitmap.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/debugfs.h>
31 #include <linux/scatterlist.h>
32 #include <linux/dma-mapping.h>
33 #include <linux/dma-direct.h>
34 #include <linux/iommu-helper.h>
35 #include <linux/iommu.h>
36 #include <linux/delay.h>
37 #include <linux/amd-iommu.h>
38 #include <linux/notifier.h>
39 #include <linux/export.h>
40 #include <linux/irq.h>
41 #include <linux/msi.h>
42 #include <linux/dma-contiguous.h>
43 #include <linux/irqdomain.h>
44 #include <linux/percpu.h>
45 #include <linux/iova.h>
46 #include <asm/irq_remapping.h>
47 #include <asm/io_apic.h>
48 #include <asm/apic.h>
49 #include <asm/hw_irq.h>
50 #include <asm/msidef.h>
51 #include <asm/proto.h>
52 #include <asm/iommu.h>
53 #include <asm/gart.h>
54 #include <asm/dma.h>
55
56 #include "amd_iommu_proto.h"
57 #include "amd_iommu_types.h"
58 #include "irq_remapping.h"
59
60 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
61
62 #define LOOP_TIMEOUT    100000
63
64 /* IO virtual address start page frame number */
65 #define IOVA_START_PFN          (1)
66 #define IOVA_PFN(addr)          ((addr) >> PAGE_SHIFT)
67
68 /* Reserved IOVA ranges */
69 #define MSI_RANGE_START         (0xfee00000)
70 #define MSI_RANGE_END           (0xfeefffff)
71 #define HT_RANGE_START          (0xfd00000000ULL)
72 #define HT_RANGE_END            (0xffffffffffULL)
73
74 /*
75  * This bitmap is used to advertise the page sizes our hardware support
76  * to the IOMMU core, which will then use this information to split
77  * physically contiguous memory regions it is mapping into page sizes
78  * that we support.
79  *
80  * 512GB Pages are not supported due to a hardware bug
81  */
82 #define AMD_IOMMU_PGSIZES       ((~0xFFFUL) & ~(2ULL << 38))
83
84 static DEFINE_SPINLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
85 static DEFINE_SPINLOCK(pd_bitmap_lock);
86
87 /* List of all available dev_data structures */
88 static LLIST_HEAD(dev_data_list);
89
90 LIST_HEAD(ioapic_map);
91 LIST_HEAD(hpet_map);
92 LIST_HEAD(acpihid_map);
93
94 /*
95  * Domain for untranslated devices - only allocated
96  * if iommu=pt passed on kernel cmd line.
97  */
98 const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
99
100 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(ppr_notifier);
101 int amd_iommu_max_glx_val = -1;
102
103 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops;
104
105 /*
106  * general struct to manage commands send to an IOMMU
107  */
108 struct iommu_cmd {
109         u32 data[4];
110 };
111
112 struct kmem_cache *amd_iommu_irq_cache;
113
114 static void update_domain(struct protection_domain *domain);
115 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain);
116 static void detach_device(struct device *dev);
117 static void iova_domain_flush_tlb(struct iova_domain *iovad);
118
119 /*
120  * Data container for a dma_ops specific protection domain
121  */
122 struct dma_ops_domain {
123         /* generic protection domain information */
124         struct protection_domain domain;
125
126         /* IOVA RB-Tree */
127         struct iova_domain iovad;
128 };
129
130 static struct iova_domain reserved_iova_ranges;
131 static struct lock_class_key reserved_rbtree_key;
132
133 /****************************************************************************
134  *
135  * Helper functions
136  *
137  ****************************************************************************/
138
139 static inline int match_hid_uid(struct device *dev,
140                                 struct acpihid_map_entry *entry)
141 {
142         const char *hid, *uid;
143
144         hid = acpi_device_hid(ACPI_COMPANION(dev));
145         uid = acpi_device_uid(ACPI_COMPANION(dev));
146
147         if (!hid || !(*hid))
148                 return -ENODEV;
149
150         if (!uid || !(*uid))
151                 return strcmp(hid, entry->hid);
152
153         if (!(*entry->uid))
154                 return strcmp(hid, entry->hid);
155
156         return (strcmp(hid, entry->hid) || strcmp(uid, entry->uid));
157 }
158
159 static inline u16 get_pci_device_id(struct device *dev)
160 {
161         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
162
163         return PCI_DEVID(pdev->bus->number, pdev->devfn);
164 }
165
166 static inline int get_acpihid_device_id(struct device *dev,
167                                         struct acpihid_map_entry **entry)
168 {
169         struct acpihid_map_entry *p;
170
171         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
172                 if (!match_hid_uid(dev, p)) {
173                         if (entry)
174                                 *entry = p;
175                         return p->devid;
176                 }
177         }
178         return -EINVAL;
179 }
180
181 static inline int get_device_id(struct device *dev)
182 {
183         int devid;
184
185         if (dev_is_pci(dev))
186                 devid = get_pci_device_id(dev);
187         else
188                 devid = get_acpihid_device_id(dev, NULL);
189
190         return devid;
191 }
192
193 static struct protection_domain *to_pdomain(struct iommu_domain *dom)
194 {
195         return container_of(dom, struct protection_domain, domain);
196 }
197
198 static struct dma_ops_domain* to_dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
199 {
200         BUG_ON(domain->flags != PD_DMA_OPS_MASK);
201         return container_of(domain, struct dma_ops_domain, domain);
202 }
203
204 static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
205 {
206         struct iommu_dev_data *dev_data;
207
208         dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
209         if (!dev_data)
210                 return NULL;
211
212         dev_data->devid = devid;
213         ratelimit_default_init(&dev_data->rs);
214
215         llist_add(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
216         return dev_data;
217 }
218
219 static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
220 {
221         struct iommu_dev_data *dev_data;
222         struct llist_node *node;
223
224         if (llist_empty(&dev_data_list))
225                 return NULL;
226
227         node = dev_data_list.first;
228         llist_for_each_entry(dev_data, node, dev_data_list) {
229                 if (dev_data->devid == devid)
230                         return dev_data;
231         }
232
233         return NULL;
234 }
235
236 static int __last_alias(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *data)
237 {
238         *(u16 *)data = alias;
239         return 0;
240 }
241
242 static u16 get_alias(struct device *dev)
243 {
244         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
245         u16 devid, ivrs_alias, pci_alias;
246
247         /* The callers make sure that get_device_id() does not fail here */
248         devid = get_device_id(dev);
249
250         /* For ACPI HID devices, we simply return the devid as such */
251         if (!dev_is_pci(dev))
252                 return devid;
253
254         ivrs_alias = amd_iommu_alias_table[devid];
255
256         pci_for_each_dma_alias(pdev, __last_alias, &pci_alias);
257
258         if (ivrs_alias == pci_alias)
259                 return ivrs_alias;
260
261         /*
262          * DMA alias showdown
263          *
264          * The IVRS is fairly reliable in telling us about aliases, but it
265          * can't know about every screwy device.  If we don't have an IVRS
266          * reported alias, use the PCI reported alias.  In that case we may
267          * still need to initialize the rlookup and dev_table entries if the
268          * alias is to a non-existent device.
269          */
270         if (ivrs_alias == devid) {
271                 if (!amd_iommu_rlookup_table[pci_alias]) {
272                         amd_iommu_rlookup_table[pci_alias] =
273                                 amd_iommu_rlookup_table[devid];
274                         memcpy(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data,
275                                amd_iommu_dev_table[devid].data,
276                                sizeof(amd_iommu_dev_table[pci_alias].data));
277                 }
278
279                 return pci_alias;
280         }
281
282         pr_info("Using IVRS reported alias %02x:%02x.%d "
283                 "for device %s[%04x:%04x], kernel reported alias "
284                 "%02x:%02x.%d\n", PCI_BUS_NUM(ivrs_alias), PCI_SLOT(ivrs_alias),
285                 PCI_FUNC(ivrs_alias), dev_name(dev), pdev->vendor, pdev->device,
286                 PCI_BUS_NUM(pci_alias), PCI_SLOT(pci_alias),
287                 PCI_FUNC(pci_alias));
288
289         /*
290          * If we don't have a PCI DMA alias and the IVRS alias is on the same
291          * bus, then the IVRS table may know about a quirk that we don't.
292          */
293         if (pci_alias == devid &&
294             PCI_BUS_NUM(ivrs_alias) == pdev->bus->number) {
295                 pci_add_dma_alias(pdev, ivrs_alias & 0xff);
296                 pr_info("Added PCI DMA alias %02x.%d for %s\n",
297                         PCI_SLOT(ivrs_alias), PCI_FUNC(ivrs_alias),
298                         dev_name(dev));
299         }
300
301         return ivrs_alias;
302 }
303
304 static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
305 {
306         struct iommu_dev_data *dev_data;
307         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
308
309         dev_data = search_dev_data(devid);
310
311         if (dev_data == NULL) {
312                 dev_data = alloc_dev_data(devid);
313                 if (!dev_data)
314                         return NULL;
315
316                 if (translation_pre_enabled(iommu))
317                         dev_data->defer_attach = true;
318         }
319
320         return dev_data;
321 }
322
323 struct iommu_dev_data *get_dev_data(struct device *dev)
324 {
325         return dev->archdata.iommu;
326 }
327 EXPORT_SYMBOL(get_dev_data);
328
329 /*
330 * Find or create an IOMMU group for a acpihid device.
331 */
332 static struct iommu_group *acpihid_device_group(struct device *dev)
333 {
334         struct acpihid_map_entry *p, *entry = NULL;
335         int devid;
336
337         devid = get_acpihid_device_id(dev, &entry);
338         if (devid < 0)
339                 return ERR_PTR(devid);
340
341         list_for_each_entry(p, &acpihid_map, list) {
342                 if ((devid == p->devid) && p->group)
343                         entry->group = p->group;
344         }
345
346         if (!entry->group)
347                 entry->group = generic_device_group(dev);
348         else
349                 iommu_group_ref_get(entry->group);
350
351         return entry->group;
352 }
353
354 static bool pci_iommuv2_capable(struct pci_dev *pdev)
355 {
356         static const int caps[] = {
357                 PCI_EXT_CAP_ID_ATS,
358                 PCI_EXT_CAP_ID_PRI,
359                 PCI_EXT_CAP_ID_PASID,
360         };
361         int i, pos;
362
363         if (pci_ats_disabled())
364                 return false;
365
366         for (i = 0; i < 3; ++i) {
367                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, caps[i]);
368                 if (pos == 0)
369                         return false;
370         }
371
372         return true;
373 }
374
375 static bool pdev_pri_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
376 {
377         struct iommu_dev_data *dev_data;
378
379         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
380
381         return dev_data->errata & (1 << erratum) ? true : false;
382 }
383
384 /*
385  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
386  * avoid dereferencing invalid pointers.
387  */
388 static bool check_device(struct device *dev)
389 {
390         int devid;
391
392         if (!dev || !dev->dma_mask)
393                 return false;
394
395         devid = get_device_id(dev);
396         if (devid < 0)
397                 return false;
398
399         /* Out of our scope? */
400         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
401                 return false;
402
403         if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
404                 return false;
405
406         return true;
407 }
408
409 static void init_iommu_group(struct device *dev)
410 {
411         struct iommu_group *group;
412
413         group = iommu_group_get_for_dev(dev);
414         if (IS_ERR(group))
415                 return;
416
417         iommu_group_put(group);
418 }
419
420 static int iommu_init_device(struct device *dev)
421 {
422         struct iommu_dev_data *dev_data;
423         struct amd_iommu *iommu;
424         int devid;
425
426         if (dev->archdata.iommu)
427                 return 0;
428
429         devid = get_device_id(dev);
430         if (devid < 0)
431                 return devid;
432
433         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
434
435         dev_data = find_dev_data(devid);
436         if (!dev_data)
437                 return -ENOMEM;
438
439         dev_data->alias = get_alias(dev);
440
441         /*
442          * By default we use passthrough mode for IOMMUv2 capable device.
443          * But if amd_iommu=force_isolation is set (e.g. to debug DMA to
444          * invalid address), we ignore the capability for the device so
445          * it'll be forced to go into translation mode.
446          */
447         if ((iommu_pass_through || !amd_iommu_force_isolation) &&
448             dev_is_pci(dev) && pci_iommuv2_capable(to_pci_dev(dev))) {
449                 struct amd_iommu *iommu;
450
451                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
452                 dev_data->iommu_v2 = iommu->is_iommu_v2;
453         }
454
455         dev->archdata.iommu = dev_data;
456
457         iommu_device_link(&iommu->iommu, dev);
458
459         return 0;
460 }
461
462 static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
463 {
464         u16 alias;
465         int devid;
466
467         devid = get_device_id(dev);
468         if (devid < 0)
469                 return;
470
471         alias = get_alias(dev);
472
473         memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
474         memset(&amd_iommu_dev_table[alias], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
475
476         amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
477         amd_iommu_rlookup_table[alias] = NULL;
478 }
479
480 static void iommu_uninit_device(struct device *dev)
481 {
482         struct iommu_dev_data *dev_data;
483         struct amd_iommu *iommu;
484         int devid;
485
486         devid = get_device_id(dev);
487         if (devid < 0)
488                 return;
489
490         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
491
492         dev_data = search_dev_data(devid);
493         if (!dev_data)
494                 return;
495
496         if (dev_data->domain)
497                 detach_device(dev);
498
499         iommu_device_unlink(&iommu->iommu, dev);
500
501         iommu_group_remove_device(dev);
502
503         /* Remove dma-ops */
504         dev->dma_ops = NULL;
505
506         /*
507          * We keep dev_data around for unplugged devices and reuse it when the
508          * device is re-plugged - not doing so would introduce a ton of races.
509          */
510 }
511
512 /****************************************************************************
513  *
514  * Interrupt handling functions
515  *
516  ****************************************************************************/
517
518 static void dump_dte_entry(u16 devid)
519 {
520         int i;
521
522         for (i = 0; i < 4; ++i)
523                 pr_err("DTE[%d]: %016llx\n", i,
524                         amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
525 }
526
527 static void dump_command(unsigned long phys_addr)
528 {
529         struct iommu_cmd *cmd = iommu_phys_to_virt(phys_addr);
530         int i;
531
532         for (i = 0; i < 4; ++i)
533                 pr_err("CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
534 }
535
536 static void amd_iommu_report_page_fault(u16 devid, u16 domain_id,
537                                         u64 address, int flags)
538 {
539         struct iommu_dev_data *dev_data = NULL;
540         struct pci_dev *pdev;
541
542         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(devid),
543                                            devid & 0xff);
544         if (pdev)
545                 dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
546
547         if (dev_data && __ratelimit(&dev_data->rs)) {
548                 dev_err(&pdev->dev, "Event logged [IO_PAGE_FAULT domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
549                         domain_id, address, flags);
550         } else if (printk_ratelimit()) {
551                 pr_err("Event logged [IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
552                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
553                         domain_id, address, flags);
554         }
555
556         if (pdev)
557                 pci_dev_put(pdev);
558 }
559
560 static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
561 {
562         struct device *dev = iommu->iommu.dev;
563         int type, devid, pasid, flags, tag;
564         volatile u32 *event = __evt;
565         int count = 0;
566         u64 address;
567
568 retry:
569         type    = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
570         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
571         pasid   = PPR_PASID(*(u64 *)&event[0]);
572         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
573         address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
574
575         if (type == 0) {
576                 /* Did we hit the erratum? */
577                 if (++count == LOOP_TIMEOUT) {
578                         pr_err("No event written to event log\n");
579                         return;
580                 }
581                 udelay(1);
582                 goto retry;
583         }
584
585         if (type == EVENT_TYPE_IO_FAULT) {
586                 amd_iommu_report_page_fault(devid, pasid, address, flags);
587                 return;
588         }
589
590         switch (type) {
591         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
592                 dev_err(dev, "Event logged [ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
593                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
594                         pasid, address, flags);
595                 dump_dte_entry(devid);
596                 break;
597         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
598                 dev_err(dev, "Event logged [DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
599                         "address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
600                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
601                         address, flags);
602                 break;
603         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
604                 dev_err(dev, "Event logged [PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x domain=0x%04x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
605                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
606                         pasid, address, flags);
607                 break;
608         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
609                 dev_err(dev, "Event logged [ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%llx]\n", address);
610                 dump_command(address);
611                 break;
612         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
613                 dev_err(dev, "Event logged [COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
614                         address, flags);
615                 break;
616         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
617                 dev_err(dev, "Event logged [IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x address=0x%llx]\n",
618                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
619                         address);
620                 break;
621         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
622                 dev_err(dev, "Event logged [INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
623                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
624                         pasid, address, flags);
625                 break;
626         case EVENT_TYPE_INV_PPR_REQ:
627                 pasid = ((event[0] >> 16) & 0xFFFF)
628                         | ((event[1] << 6) & 0xF0000);
629                 tag = event[1] & 0x03FF;
630                 dev_err(dev, "Event logged [INVALID_PPR_REQUEST device=%02x:%02x.%x pasid=0x%05x address=0x%llx flags=0x%04x]\n",
631                         PCI_BUS_NUM(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
632                         pasid, address, flags);
633                 break;
634         default:
635                 dev_err(dev, "Event logged [UNKNOWN event[0]=0x%08x event[1]=0x%08x event[2]=0x%08x event[3]=0x%08x\n",
636                         event[0], event[1], event[2], event[3]);
637         }
638
639         memset(__evt, 0, 4 * sizeof(u32));
640 }
641
642 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
643 {
644         u32 head, tail;
645
646         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
647         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
648
649         while (head != tail) {
650                 iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
651                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % EVT_BUFFER_SIZE;
652         }
653
654         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
655 }
656
657 static void iommu_handle_ppr_entry(struct amd_iommu *iommu, u64 *raw)
658 {
659         struct amd_iommu_fault fault;
660
661         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != PPR_REQ_FAULT) {
662                 pr_err_ratelimited("Unknown PPR request received\n");
663                 return;
664         }
665
666         fault.address   = raw[1];
667         fault.pasid     = PPR_PASID(raw[0]);
668         fault.device_id = PPR_DEVID(raw[0]);
669         fault.tag       = PPR_TAG(raw[0]);
670         fault.flags     = PPR_FLAGS(raw[0]);
671
672         atomic_notifier_call_chain(&ppr_notifier, 0, &fault);
673 }
674
675 static void iommu_poll_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
676 {
677         u32 head, tail;
678
679         if (iommu->ppr_log == NULL)
680                 return;
681
682         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
683         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
684
685         while (head != tail) {
686                 volatile u64 *raw;
687                 u64 entry[2];
688                 int i;
689
690                 raw = (u64 *)(iommu->ppr_log + head);
691
692                 /*
693                  * Hardware bug: Interrupt may arrive before the entry is
694                  * written to memory. If this happens we need to wait for the
695                  * entry to arrive.
696                  */
697                 for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
698                         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != 0)
699                                 break;
700                         udelay(1);
701                 }
702
703                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
704                 entry[0] = raw[0];
705                 entry[1] = raw[1];
706
707                 /*
708                  * To detect the hardware bug we need to clear the entry
709                  * back to zero.
710                  */
711                 raw[0] = raw[1] = 0UL;
712
713                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
714                 head = (head + PPR_ENTRY_SIZE) % PPR_LOG_SIZE;
715                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
716
717                 /* Handle PPR entry */
718                 iommu_handle_ppr_entry(iommu, entry);
719
720                 /* Refresh ring-buffer information */
721                 head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
722                 tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
723         }
724 }
725
726 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
727 static int (*iommu_ga_log_notifier)(u32);
728
729 int amd_iommu_register_ga_log_notifier(int (*notifier)(u32))
730 {
731         iommu_ga_log_notifier = notifier;
732
733         return 0;
734 }
735 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ga_log_notifier);
736
737 static void iommu_poll_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
738 {
739         u32 head, tail, cnt = 0;
740
741         if (iommu->ga_log == NULL)
742                 return;
743
744         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
745         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
746
747         while (head != tail) {
748                 volatile u64 *raw;
749                 u64 log_entry;
750
751                 raw = (u64 *)(iommu->ga_log + head);
752                 cnt++;
753
754                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
755                 log_entry = *raw;
756
757                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
758                 head = (head + GA_ENTRY_SIZE) % GA_LOG_SIZE;
759                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
760
761                 /* Handle GA entry */
762                 switch (GA_REQ_TYPE(log_entry)) {
763                 case GA_GUEST_NR:
764                         if (!iommu_ga_log_notifier)
765                                 break;
766
767                         pr_debug("%s: devid=%#x, ga_tag=%#x\n",
768                                  __func__, GA_DEVID(log_entry),
769                                  GA_TAG(log_entry));
770
771                         if (iommu_ga_log_notifier(GA_TAG(log_entry)) != 0)
772                                 pr_err("GA log notifier failed.\n");
773                         break;
774                 default:
775                         break;
776                 }
777         }
778 }
779 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
780
781 #define AMD_IOMMU_INT_MASK      \
782         (MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK | \
783          MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK | \
784          MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK)
785
786 irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
787 {
788         struct amd_iommu *iommu = (struct amd_iommu *) data;
789         u32 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
790
791         while (status & AMD_IOMMU_INT_MASK) {
792                 /* Enable EVT and PPR and GA interrupts again */
793                 writel(AMD_IOMMU_INT_MASK,
794                         iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
795
796                 if (status & MMIO_STATUS_EVT_INT_MASK) {
797                         pr_devel("Processing IOMMU Event Log\n");
798                         iommu_poll_events(iommu);
799                 }
800
801                 if (status & MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK) {
802                         pr_devel("Processing IOMMU PPR Log\n");
803                         iommu_poll_ppr_log(iommu);
804                 }
805
806 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
807                 if (status & MMIO_STATUS_GALOG_INT_MASK) {
808                         pr_devel("Processing IOMMU GA Log\n");
809                         iommu_poll_ga_log(iommu);
810                 }
811 #endif
812
813                 /*
814                  * Hardware bug: ERBT1312
815                  * When re-enabling interrupt (by writing 1
816                  * to clear the bit), the hardware might also try to set
817                  * the interrupt bit in the event status register.
818                  * In this scenario, the bit will be set, and disable
819                  * subsequent interrupts.
820                  *
821                  * Workaround: The IOMMU driver should read back the
822                  * status register and check if the interrupt bits are cleared.
823                  * If not, driver will need to go through the interrupt handler
824                  * again and re-clear the bits
825                  */
826                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
827         }
828         return IRQ_HANDLED;
829 }
830
831 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
832 {
833         return IRQ_WAKE_THREAD;
834 }
835
836 /****************************************************************************
837  *
838  * IOMMU command queuing functions
839  *
840  ****************************************************************************/
841
842 static int wait_on_sem(volatile u64 *sem)
843 {
844         int i = 0;
845
846         while (*sem == 0 && i < LOOP_TIMEOUT) {
847                 udelay(1);
848                 i += 1;
849         }
850
851         if (i == LOOP_TIMEOUT) {
852                 pr_alert("Completion-Wait loop timed out\n");
853                 return -EIO;
854         }
855
856         return 0;
857 }
858
859 static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
860                                struct iommu_cmd *cmd)
861 {
862         u8 *target;
863
864         target = iommu->cmd_buf + iommu->cmd_buf_tail;
865
866         iommu->cmd_buf_tail += sizeof(*cmd);
867         iommu->cmd_buf_tail %= CMD_BUFFER_SIZE;
868
869         /* Copy command to buffer */
870         memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
871
872         /* Tell the IOMMU about it */
873         writel(iommu->cmd_buf_tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
874 }
875
876 static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd, u64 address)
877 {
878         u64 paddr = iommu_virt_to_phys((void *)address);
879
880         WARN_ON(address & 0x7ULL);
881
882         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
883         cmd->data[0] = lower_32_bits(paddr) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
884         cmd->data[1] = upper_32_bits(paddr);
885         cmd->data[2] = 1;
886         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
887 }
888
889 static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
890 {
891         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
892         cmd->data[0] = devid;
893         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
894 }
895
896 static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
897                                   size_t size, u16 domid, int pde)
898 {
899         u64 pages;
900         bool s;
901
902         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
903         s     = false;
904
905         if (pages > 1) {
906                 /*
907                  * If we have to flush more than one page, flush all
908                  * TLB entries for this domain
909                  */
910                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
911                 s = true;
912         }
913
914         address &= PAGE_MASK;
915
916         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
917         cmd->data[1] |= domid;
918         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
919         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
920         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
921         if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
922                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
923         if (pde) /* PDE bit - we want to flush everything, not only the PTEs */
924                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
925 }
926
927 static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
928                                   u64 address, size_t size)
929 {
930         u64 pages;
931         bool s;
932
933         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
934         s     = false;
935
936         if (pages > 1) {
937                 /*
938                  * If we have to flush more than one page, flush all
939                  * TLB entries for this domain
940                  */
941                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
942                 s = true;
943         }
944
945         address &= PAGE_MASK;
946
947         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
948         cmd->data[0]  = devid;
949         cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
950         cmd->data[1]  = devid;
951         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
952         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
953         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
954         if (s)
955                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
956 }
957
958 static void build_inv_iommu_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 domid, int pasid,
959                                   u64 address, bool size)
960 {
961         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
962
963         address &= ~(0xfffULL);
964
965         cmd->data[0]  = pasid;
966         cmd->data[1]  = domid;
967         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
968         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
969         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
970         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
971         if (size)
972                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
973         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
974 }
975
976 static void build_inv_iotlb_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
977                                   int qdep, u64 address, bool size)
978 {
979         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
980
981         address &= ~(0xfffULL);
982
983         cmd->data[0]  = devid;
984         cmd->data[0] |= ((pasid >> 8) & 0xff) << 16;
985         cmd->data[0] |= (qdep  & 0xff) << 24;
986         cmd->data[1]  = devid;
987         cmd->data[1] |= (pasid & 0xff) << 16;
988         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
989         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
990         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
991         if (size)
992                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
993         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
994 }
995
996 static void build_complete_ppr(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
997                                int status, int tag, bool gn)
998 {
999         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1000
1001         cmd->data[0]  = devid;
1002         if (gn) {
1003                 cmd->data[1]  = pasid;
1004                 cmd->data[2]  = CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
1005         }
1006         cmd->data[3]  = tag & 0x1ff;
1007         cmd->data[3] |= (status & PPR_STATUS_MASK) << PPR_STATUS_SHIFT;
1008
1009         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPLETE_PPR);
1010 }
1011
1012 static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
1013 {
1014         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1015         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
1016 }
1017
1018 static void build_inv_irt(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
1019 {
1020         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1021         cmd->data[0] = devid;
1022         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IRT);
1023 }
1024
1025 /*
1026  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
1027  * hardware about the new command.
1028  */
1029 static int __iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1030                                       struct iommu_cmd *cmd,
1031                                       bool sync)
1032 {
1033         unsigned int count = 0;
1034         u32 left, next_tail;
1035
1036         next_tail = (iommu->cmd_buf_tail + sizeof(*cmd)) % CMD_BUFFER_SIZE;
1037 again:
1038         left      = (iommu->cmd_buf_head - next_tail) % CMD_BUFFER_SIZE;
1039
1040         if (left <= 0x20) {
1041                 /* Skip udelay() the first time around */
1042                 if (count++) {
1043                         if (count == LOOP_TIMEOUT) {
1044                                 pr_err("Command buffer timeout\n");
1045                                 return -EIO;
1046                         }
1047
1048                         udelay(1);
1049                 }
1050
1051                 /* Update head and recheck remaining space */
1052                 iommu->cmd_buf_head = readl(iommu->mmio_base +
1053                                             MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
1054
1055                 goto again;
1056         }
1057
1058         copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd);
1059
1060         /* Do we need to make sure all commands are processed? */
1061         iommu->need_sync = sync;
1062
1063         return 0;
1064 }
1065
1066 static int iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1067                                     struct iommu_cmd *cmd,
1068                                     bool sync)
1069 {
1070         unsigned long flags;
1071         int ret;
1072
1073         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1074         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, sync);
1075         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1076
1077         return ret;
1078 }
1079
1080 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
1081 {
1082         return iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, true);
1083 }
1084
1085 /*
1086  * This function queues a completion wait command into the command
1087  * buffer of an IOMMU
1088  */
1089 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
1090 {
1091         struct iommu_cmd cmd;
1092         unsigned long flags;
1093         int ret;
1094
1095         if (!iommu->need_sync)
1096                 return 0;
1097
1098
1099         build_completion_wait(&cmd, (u64)&iommu->cmd_sem);
1100
1101         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1102
1103         iommu->cmd_sem = 0;
1104
1105         ret = __iommu_queue_command_sync(iommu, &cmd, false);
1106         if (ret)
1107                 goto out_unlock;
1108
1109         ret = wait_on_sem(&iommu->cmd_sem);
1110
1111 out_unlock:
1112         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1113
1114         return ret;
1115 }
1116
1117 static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1118 {
1119         struct iommu_cmd cmd;
1120
1121         build_inv_dte(&cmd, devid);
1122
1123         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1124 }
1125
1126 static void amd_iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
1127 {
1128         u32 devid;
1129
1130         for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
1131                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
1132
1133         iommu_completion_wait(iommu);
1134 }
1135
1136 /*
1137  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
1138  * this is no issue because it is only called during resume.
1139  */
1140 static void amd_iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
1141 {
1142         u32 dom_id;
1143
1144         for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
1145                 struct iommu_cmd cmd;
1146                 build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1147                                       dom_id, 1);
1148                 iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1149         }
1150
1151         iommu_completion_wait(iommu);
1152 }
1153
1154 static void amd_iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
1155 {
1156         struct iommu_cmd cmd;
1157
1158         build_inv_all(&cmd);
1159
1160         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1161         iommu_completion_wait(iommu);
1162 }
1163
1164 static void iommu_flush_irt(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1165 {
1166         struct iommu_cmd cmd;
1167
1168         build_inv_irt(&cmd, devid);
1169
1170         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1171 }
1172
1173 static void amd_iommu_flush_irt_all(struct amd_iommu *iommu)
1174 {
1175         u32 devid;
1176
1177         for (devid = 0; devid <= MAX_DEV_TABLE_ENTRIES; devid++)
1178                 iommu_flush_irt(iommu, devid);
1179
1180         iommu_completion_wait(iommu);
1181 }
1182
1183 void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
1184 {
1185         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
1186                 amd_iommu_flush_all(iommu);
1187         } else {
1188                 amd_iommu_flush_dte_all(iommu);
1189                 amd_iommu_flush_irt_all(iommu);
1190                 amd_iommu_flush_tlb_all(iommu);
1191         }
1192 }
1193
1194 /*
1195  * Command send function for flushing on-device TLB
1196  */
1197 static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
1198                               u64 address, size_t size)
1199 {
1200         struct amd_iommu *iommu;
1201         struct iommu_cmd cmd;
1202         int qdep;
1203
1204         qdep     = dev_data->ats.qdep;
1205         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1206
1207         build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
1208
1209         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1210 }
1211
1212 /*
1213  * Command send function for invalidating a device table entry
1214  */
1215 static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
1216 {
1217         struct amd_iommu *iommu;
1218         u16 alias;
1219         int ret;
1220
1221         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1222         alias = dev_data->alias;
1223
1224         ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
1225         if (!ret && alias != dev_data->devid)
1226                 ret = iommu_flush_dte(iommu, alias);
1227         if (ret)
1228                 return ret;
1229
1230         if (dev_data->ats.enabled)
1231                 ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
1232
1233         return ret;
1234 }
1235
1236 /*
1237  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
1238  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
1239  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
1240  */
1241 static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1242                                  u64 address, size_t size, int pde)
1243 {
1244         struct iommu_dev_data *dev_data;
1245         struct iommu_cmd cmd;
1246         int ret = 0, i;
1247
1248         build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
1249
1250         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1251                 if (!domain->dev_iommu[i])
1252                         continue;
1253
1254                 /*
1255                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1256                  * We need a TLB flush
1257                  */
1258                 ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
1259         }
1260
1261         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1262
1263                 if (!dev_data->ats.enabled)
1264                         continue;
1265
1266                 ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
1267         }
1268
1269         WARN_ON(ret);
1270 }
1271
1272 static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1273                                u64 address, size_t size)
1274 {
1275         __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
1276 }
1277
1278 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
1279 static void domain_flush_tlb(struct protection_domain *domain)
1280 {
1281         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 0);
1282 }
1283
1284 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
1285 static void domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
1286 {
1287         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
1288 }
1289
1290 static void domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
1291 {
1292         int i;
1293
1294         for (i = 0; i < amd_iommu_get_num_iommus(); ++i) {
1295                 if (domain && !domain->dev_iommu[i])
1296                         continue;
1297
1298                 /*
1299                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1300                  * We need to wait for completion of all commands.
1301                  */
1302                 iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
1303         }
1304 }
1305
1306
1307 /*
1308  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
1309  */
1310 static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
1311 {
1312         struct iommu_dev_data *dev_data;
1313
1314         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
1315                 device_flush_dte(dev_data);
1316 }
1317
1318 /****************************************************************************
1319  *
1320  * The functions below are used the create the page table mappings for
1321  * unity mapped regions.
1322  *
1323  ****************************************************************************/
1324
1325 static void free_page_list(struct page *freelist)
1326 {
1327         while (freelist != NULL) {
1328                 unsigned long p = (unsigned long)page_address(freelist);
1329                 freelist = freelist->freelist;
1330                 free_page(p);
1331         }
1332 }
1333
1334 static struct page *free_pt_page(unsigned long pt, struct page *freelist)
1335 {
1336         struct page *p = virt_to_page((void *)pt);
1337
1338         p->freelist = freelist;
1339
1340         return p;
1341 }
1342
1343 #define DEFINE_FREE_PT_FN(LVL, FN)                                              \
1344 static struct page *free_pt_##LVL (unsigned long __pt, struct page *freelist)   \
1345 {                                                                               \
1346         unsigned long p;                                                        \
1347         u64 *pt;                                                                \
1348         int i;                                                                  \
1349                                                                                 \
1350         pt = (u64 *)__pt;                                                       \
1351                                                                                 \
1352         for (i = 0; i < 512; ++i) {                                             \
1353                 /* PTE present? */                                              \
1354                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(pt[i]))                                  \
1355                         continue;                                               \
1356                                                                                 \
1357                 /* Large PTE? */                                                \
1358                 if (PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 0 ||                                 \
1359                     PM_PTE_LEVEL(pt[i]) == 7)                                   \
1360                         continue;                                               \
1361                                                                                 \
1362                 p = (unsigned long)IOMMU_PTE_PAGE(pt[i]);                       \
1363                 freelist = FN(p, freelist);                                     \
1364         }                                                                       \
1365                                                                                 \
1366         return free_pt_page((unsigned long)pt, freelist);                       \
1367 }
1368
1369 DEFINE_FREE_PT_FN(l2, free_pt_page)
1370 DEFINE_FREE_PT_FN(l3, free_pt_l2)
1371 DEFINE_FREE_PT_FN(l4, free_pt_l3)
1372 DEFINE_FREE_PT_FN(l5, free_pt_l4)
1373 DEFINE_FREE_PT_FN(l6, free_pt_l5)
1374
1375 static struct page *free_sub_pt(unsigned long root, int mode,
1376                                 struct page *freelist)
1377 {
1378         switch (mode) {
1379         case PAGE_MODE_NONE:
1380         case PAGE_MODE_7_LEVEL:
1381                 break;
1382         case PAGE_MODE_1_LEVEL:
1383                 freelist = free_pt_page(root, freelist);
1384                 break;
1385         case PAGE_MODE_2_LEVEL:
1386                 freelist = free_pt_l2(root, freelist);
1387                 break;
1388         case PAGE_MODE_3_LEVEL:
1389                 freelist = free_pt_l3(root, freelist);
1390                 break;
1391         case PAGE_MODE_4_LEVEL:
1392                 freelist = free_pt_l4(root, freelist);
1393                 break;
1394         case PAGE_MODE_5_LEVEL:
1395                 freelist = free_pt_l5(root, freelist);
1396                 break;
1397         case PAGE_MODE_6_LEVEL:
1398                 freelist = free_pt_l6(root, freelist);
1399                 break;
1400         default:
1401                 BUG();
1402         }
1403
1404         return freelist;
1405 }
1406
1407 static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
1408 {
1409         unsigned long root = (unsigned long)domain->pt_root;
1410         struct page *freelist = NULL;
1411
1412         BUG_ON(domain->mode < PAGE_MODE_NONE ||
1413                domain->mode > PAGE_MODE_6_LEVEL);
1414
1415         free_sub_pt(root, domain->mode, freelist);
1416
1417         free_page_list(freelist);
1418 }
1419
1420 /*
1421  * This function is used to add another level to an IO page table. Adding
1422  * another level increases the size of the address space by 9 bits to a size up
1423  * to 64 bits.
1424  */
1425 static bool increase_address_space(struct protection_domain *domain,
1426                                    gfp_t gfp)
1427 {
1428         u64 *pte;
1429
1430         if (domain->mode == PAGE_MODE_6_LEVEL)
1431                 /* address space already 64 bit large */
1432                 return false;
1433
1434         pte = (void *)get_zeroed_page(gfp);
1435         if (!pte)
1436                 return false;
1437
1438         *pte             = PM_LEVEL_PDE(domain->mode,
1439                                         iommu_virt_to_phys(domain->pt_root));
1440         domain->pt_root  = pte;
1441         domain->mode    += 1;
1442         domain->updated  = true;
1443
1444         return true;
1445 }
1446
1447 static u64 *alloc_pte(struct protection_domain *domain,
1448                       unsigned long address,
1449                       unsigned long page_size,
1450                       u64 **pte_page,
1451                       gfp_t gfp)
1452 {
1453         int level, end_lvl;
1454         u64 *pte, *page;
1455
1456         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1457
1458         while (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1459                 increase_address_space(domain, gfp);
1460
1461         level   = domain->mode - 1;
1462         pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1463         address = PAGE_SIZE_ALIGN(address, page_size);
1464         end_lvl = PAGE_SIZE_LEVEL(page_size);
1465
1466         while (level > end_lvl) {
1467                 u64 __pte, __npte;
1468                 int pte_level;
1469
1470                 __pte     = *pte;
1471                 pte_level = PM_PTE_LEVEL(__pte);
1472
1473                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(__pte) ||
1474                     pte_level == PAGE_MODE_7_LEVEL) {
1475                         page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1476                         if (!page)
1477                                 return NULL;
1478
1479                         __npte = PM_LEVEL_PDE(level, iommu_virt_to_phys(page));
1480
1481                         /* pte could have been changed somewhere. */
1482                         if (cmpxchg64(pte, __pte, __npte) != __pte)
1483                                 free_page((unsigned long)page);
1484                         else if (pte_level == PAGE_MODE_7_LEVEL)
1485                                 domain->updated = true;
1486
1487                         continue;
1488                 }
1489
1490                 /* No level skipping support yet */
1491                 if (pte_level != level)
1492                         return NULL;
1493
1494                 level -= 1;
1495
1496                 pte = IOMMU_PTE_PAGE(__pte);
1497
1498                 if (pte_page && level == end_lvl)
1499                         *pte_page = pte;
1500
1501                 pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1502         }
1503
1504         return pte;
1505 }
1506
1507 /*
1508  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
1509  * there is one, it returns the pointer to it.
1510  */
1511 static u64 *fetch_pte(struct protection_domain *domain,
1512                       unsigned long address,
1513                       unsigned long *page_size)
1514 {
1515         int level;
1516         u64 *pte;
1517
1518         *page_size = 0;
1519
1520         if (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1521                 return NULL;
1522
1523         level      =  domain->mode - 1;
1524         pte        = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1525         *page_size =  PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1526
1527         while (level > 0) {
1528
1529                 /* Not Present */
1530                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
1531                         return NULL;
1532
1533                 /* Large PTE */
1534                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 7 ||
1535                     PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0)
1536                         break;
1537
1538                 /* No level skipping support yet */
1539                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1540                         return NULL;
1541
1542                 level -= 1;
1543
1544                 /* Walk to the next level */
1545                 pte        = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1546                 pte        = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1547                 *page_size = PTE_LEVEL_PAGE_SIZE(level);
1548         }
1549
1550         if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0x07) {
1551                 unsigned long pte_mask;
1552
1553                 /*
1554                  * If we have a series of large PTEs, make
1555                  * sure to return a pointer to the first one.
1556                  */
1557                 *page_size = pte_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
1558                 pte_mask   = ~((PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pte_mask) << 3) - 1);
1559                 pte        = (u64 *)(((unsigned long)pte) & pte_mask);
1560         }
1561
1562         return pte;
1563 }
1564
1565 static struct page *free_clear_pte(u64 *pte, u64 pteval, struct page *freelist)
1566 {
1567         unsigned long pt;
1568         int mode;
1569
1570         while (cmpxchg64(pte, pteval, 0) != pteval) {
1571                 pr_warn("AMD-Vi: IOMMU pte changed since we read it\n");
1572                 pteval = *pte;
1573         }
1574
1575         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(pteval))
1576                 return freelist;
1577
1578         pt   = (unsigned long)IOMMU_PTE_PAGE(pteval);
1579         mode = IOMMU_PTE_MODE(pteval);
1580
1581         return free_sub_pt(pt, mode, freelist);
1582 }
1583
1584 /*
1585  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
1586  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
1587  * In the future it can be extended to a generic mapping function
1588  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
1589  * and full 64 bit address spaces.
1590  */
1591 static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
1592                           unsigned long bus_addr,
1593                           unsigned long phys_addr,
1594                           unsigned long page_size,
1595                           int prot,
1596                           gfp_t gfp)
1597 {
1598         struct page *freelist = NULL;
1599         u64 __pte, *pte;
1600         int i, count;
1601
1602         BUG_ON(!IS_ALIGNED(bus_addr, page_size));
1603         BUG_ON(!IS_ALIGNED(phys_addr, page_size));
1604
1605         if (!(prot & IOMMU_PROT_MASK))
1606                 return -EINVAL;
1607
1608         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(page_size);
1609         pte   = alloc_pte(dom, bus_addr, page_size, NULL, gfp);
1610
1611         if (!pte)
1612                 return -ENOMEM;
1613
1614         for (i = 0; i < count; ++i)
1615                 freelist = free_clear_pte(&pte[i], pte[i], freelist);
1616
1617         if (freelist != NULL)
1618                 dom->updated = true;
1619
1620         if (count > 1) {
1621                 __pte = PAGE_SIZE_PTE(__sme_set(phys_addr), page_size);
1622                 __pte |= PM_LEVEL_ENC(7) | IOMMU_PTE_PR | IOMMU_PTE_FC;
1623         } else
1624                 __pte = __sme_set(phys_addr) | IOMMU_PTE_PR | IOMMU_PTE_FC;
1625
1626         if (prot & IOMMU_PROT_IR)
1627                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
1628         if (prot & IOMMU_PROT_IW)
1629                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
1630
1631         for (i = 0; i < count; ++i)
1632                 pte[i] = __pte;
1633
1634         update_domain(dom);
1635
1636         /* Everything flushed out, free pages now */
1637         free_page_list(freelist);
1638
1639         return 0;
1640 }
1641
1642 static unsigned long iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
1643                                       unsigned long bus_addr,
1644                                       unsigned long page_size)
1645 {
1646         unsigned long long unmapped;
1647         unsigned long unmap_size;
1648         u64 *pte;
1649
1650         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1651
1652         unmapped = 0;
1653
1654         while (unmapped < page_size) {
1655
1656                 pte = fetch_pte(dom, bus_addr, &unmap_size);
1657
1658                 if (pte) {
1659                         int i, count;
1660
1661                         count = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(unmap_size);
1662                         for (i = 0; i < count; i++)
1663                                 pte[i] = 0ULL;
1664                 }
1665
1666                 bus_addr  = (bus_addr & ~(unmap_size - 1)) + unmap_size;
1667                 unmapped += unmap_size;
1668         }
1669
1670         BUG_ON(unmapped && !is_power_of_2(unmapped));
1671
1672         return unmapped;
1673 }
1674
1675 /****************************************************************************
1676  *
1677  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
1678  * interface functions.
1679  *
1680  ****************************************************************************/
1681
1682
1683 static unsigned long dma_ops_alloc_iova(struct device *dev,
1684                                         struct dma_ops_domain *dma_dom,
1685                                         unsigned int pages, u64 dma_mask)
1686 {
1687         unsigned long pfn = 0;
1688
1689         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1690
1691         if (dma_mask > DMA_BIT_MASK(32))
1692                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1693                                       IOVA_PFN(DMA_BIT_MASK(32)), false);
1694
1695         if (!pfn)
1696                 pfn = alloc_iova_fast(&dma_dom->iovad, pages,
1697                                       IOVA_PFN(dma_mask), true);
1698
1699         return (pfn << PAGE_SHIFT);
1700 }
1701
1702 static void dma_ops_free_iova(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1703                               unsigned long address,
1704                               unsigned int pages)
1705 {
1706         pages = __roundup_pow_of_two(pages);
1707         address >>= PAGE_SHIFT;
1708
1709         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, pages);
1710 }
1711
1712 /****************************************************************************
1713  *
1714  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
1715  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
1716  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
1717  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
1718  * contain.
1719  *
1720  ****************************************************************************/
1721
1722 /*
1723  * This function adds a protection domain to the global protection domain list
1724  */
1725 static void add_domain_to_list(struct protection_domain *domain)
1726 {
1727         unsigned long flags;
1728
1729         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1730         list_add(&domain->list, &amd_iommu_pd_list);
1731         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1732 }
1733
1734 /*
1735  * This function removes a protection domain to the global
1736  * protection domain list
1737  */
1738 static void del_domain_from_list(struct protection_domain *domain)
1739 {
1740         unsigned long flags;
1741
1742         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1743         list_del(&domain->list);
1744         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1745 }
1746
1747 static u16 domain_id_alloc(void)
1748 {
1749         int id;
1750
1751         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1752         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
1753         BUG_ON(id == 0);
1754         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1755                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1756         else
1757                 id = 0;
1758         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1759
1760         return id;
1761 }
1762
1763 static void domain_id_free(int id)
1764 {
1765         spin_lock(&pd_bitmap_lock);
1766         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1767                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1768         spin_unlock(&pd_bitmap_lock);
1769 }
1770
1771 static void free_gcr3_tbl_level1(u64 *tbl)
1772 {
1773         u64 *ptr;
1774         int i;
1775
1776         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1777                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1778                         continue;
1779
1780                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1781
1782                 free_page((unsigned long)ptr);
1783         }
1784 }
1785
1786 static void free_gcr3_tbl_level2(u64 *tbl)
1787 {
1788         u64 *ptr;
1789         int i;
1790
1791         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1792                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1793                         continue;
1794
1795                 ptr = iommu_phys_to_virt(tbl[i] & PAGE_MASK);
1796
1797                 free_gcr3_tbl_level1(ptr);
1798         }
1799 }
1800
1801 static void free_gcr3_table(struct protection_domain *domain)
1802 {
1803         if (domain->glx == 2)
1804                 free_gcr3_tbl_level2(domain->gcr3_tbl);
1805         else if (domain->glx == 1)
1806                 free_gcr3_tbl_level1(domain->gcr3_tbl);
1807         else
1808                 BUG_ON(domain->glx != 0);
1809
1810         free_page((unsigned long)domain->gcr3_tbl);
1811 }
1812
1813 static void dma_ops_domain_flush_tlb(struct dma_ops_domain *dom)
1814 {
1815         domain_flush_tlb(&dom->domain);
1816         domain_flush_complete(&dom->domain);
1817 }
1818
1819 static void iova_domain_flush_tlb(struct iova_domain *iovad)
1820 {
1821         struct dma_ops_domain *dom;
1822
1823         dom = container_of(iovad, struct dma_ops_domain, iovad);
1824
1825         dma_ops_domain_flush_tlb(dom);
1826 }
1827
1828 /*
1829  * Free a domain, only used if something went wrong in the
1830  * allocation path and we need to free an already allocated page table
1831  */
1832 static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
1833 {
1834         if (!dom)
1835                 return;
1836
1837         del_domain_from_list(&dom->domain);
1838
1839         put_iova_domain(&dom->iovad);
1840
1841         free_pagetable(&dom->domain);
1842
1843         if (dom->domain.id)
1844                 domain_id_free(dom->domain.id);
1845
1846         kfree(dom);
1847 }
1848
1849 /*
1850  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
1851  * It also initializes the page table and the address allocator data
1852  * structures required for the dma_ops interface
1853  */
1854 static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(void)
1855 {
1856         struct dma_ops_domain *dma_dom;
1857
1858         dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
1859         if (!dma_dom)
1860                 return NULL;
1861
1862         if (protection_domain_init(&dma_dom->domain))
1863                 goto free_dma_dom;
1864
1865         dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_3_LEVEL;
1866         dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1867         dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
1868         if (!dma_dom->domain.pt_root)
1869                 goto free_dma_dom;
1870
1871         init_iova_domain(&dma_dom->iovad, PAGE_SIZE, IOVA_START_PFN);
1872
1873         if (init_iova_flush_queue(&dma_dom->iovad, iova_domain_flush_tlb, NULL))
1874                 goto free_dma_dom;
1875
1876         /* Initialize reserved ranges */
1877         copy_reserved_iova(&reserved_iova_ranges, &dma_dom->iovad);
1878
1879         add_domain_to_list(&dma_dom->domain);
1880
1881         return dma_dom;
1882
1883 free_dma_dom:
1884         dma_ops_domain_free(dma_dom);
1885
1886         return NULL;
1887 }
1888
1889 /*
1890  * little helper function to check whether a given protection domain is a
1891  * dma_ops domain
1892  */
1893 static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
1894 {
1895         return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
1896 }
1897
1898 static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain,
1899                           bool ats, bool ppr)
1900 {
1901         u64 pte_root = 0;
1902         u64 flags = 0;
1903
1904         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
1905                 pte_root = iommu_virt_to_phys(domain->pt_root);
1906
1907         pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
1908                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
1909         pte_root |= DTE_FLAG_IR | DTE_FLAG_IW | DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1910
1911         flags = amd_iommu_dev_table[devid].data[1];
1912
1913         if (ats)
1914                 flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
1915
1916         if (ppr) {
1917                 struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1918
1919                 if (iommu_feature(iommu, FEATURE_EPHSUP))
1920                         pte_root |= 1ULL << DEV_ENTRY_PPR;
1921         }
1922
1923         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
1924                 u64 gcr3 = iommu_virt_to_phys(domain->gcr3_tbl);
1925                 u64 glx  = domain->glx;
1926                 u64 tmp;
1927
1928                 pte_root |= DTE_FLAG_GV;
1929                 pte_root |= (glx & DTE_GLX_MASK) << DTE_GLX_SHIFT;
1930
1931                 /* First mask out possible old values for GCR3 table */
1932                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1933                 flags    &= ~tmp;
1934
1935                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1936                 flags    &= ~tmp;
1937
1938                 /* Encode GCR3 table into DTE */
1939                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
1940                 pte_root |= tmp;
1941
1942                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
1943                 flags    |= tmp;
1944
1945                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
1946                 flags    |= tmp;
1947         }
1948
1949         flags &= ~DEV_DOMID_MASK;
1950         flags |= domain->id;
1951
1952         amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = flags;
1953         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = pte_root;
1954 }
1955
1956 static void clear_dte_entry(u16 devid)
1957 {
1958         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
1959         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = DTE_FLAG_V | DTE_FLAG_TV;
1960         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] &= DTE_FLAG_MASK;
1961
1962         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1963 }
1964
1965 static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
1966                       struct protection_domain *domain)
1967 {
1968         struct amd_iommu *iommu;
1969         u16 alias;
1970         bool ats;
1971
1972         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1973         alias = dev_data->alias;
1974         ats   = dev_data->ats.enabled;
1975
1976         /* Update data structures */
1977         dev_data->domain = domain;
1978         list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
1979
1980         /* Do reference counting */
1981         domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
1982         domain->dev_cnt                 += 1;
1983
1984         /* Update device table */
1985         set_dte_entry(dev_data->devid, domain, ats, dev_data->iommu_v2);
1986         if (alias != dev_data->devid)
1987                 set_dte_entry(alias, domain, ats, dev_data->iommu_v2);
1988
1989         device_flush_dte(dev_data);
1990 }
1991
1992 static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
1993 {
1994         struct amd_iommu *iommu;
1995         u16 alias;
1996
1997         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1998         alias = dev_data->alias;
1999
2000         /* decrease reference counters */
2001         dev_data->domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
2002         dev_data->domain->dev_cnt                 -= 1;
2003
2004         /* Update data structures */
2005         dev_data->domain = NULL;
2006         list_del(&dev_data->list);
2007         clear_dte_entry(dev_data->devid);
2008         if (alias != dev_data->devid)
2009                 clear_dte_entry(alias);
2010
2011         /* Flush the DTE entry */
2012         device_flush_dte(dev_data);
2013 }
2014
2015 /*
2016  * If a device is not yet associated with a domain, this function makes the
2017  * device visible in the domain
2018  */
2019 static int __attach_device(struct iommu_dev_data *dev_data,
2020                            struct protection_domain *domain)
2021 {
2022         int ret;
2023
2024         /* lock domain */
2025         spin_lock(&domain->lock);
2026
2027         ret = -EBUSY;
2028         if (dev_data->domain != NULL)
2029                 goto out_unlock;
2030
2031         /* Attach alias group root */
2032         do_attach(dev_data, domain);
2033
2034         ret = 0;
2035
2036 out_unlock:
2037
2038         /* ready */
2039         spin_unlock(&domain->lock);
2040
2041         return ret;
2042 }
2043
2044
2045 static void pdev_iommuv2_disable(struct pci_dev *pdev)
2046 {
2047         pci_disable_ats(pdev);
2048         pci_disable_pri(pdev);
2049         pci_disable_pasid(pdev);
2050 }
2051
2052 /* FIXME: Change generic reset-function to do the same */
2053 static int pri_reset_while_enabled(struct pci_dev *pdev)
2054 {
2055         u16 control;
2056         int pos;
2057
2058         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2059         if (!pos)
2060                 return -EINVAL;
2061
2062         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, &control);
2063         control |= PCI_PRI_CTRL_RESET;
2064         pci_write_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, control);
2065
2066         return 0;
2067 }
2068
2069 static int pdev_iommuv2_enable(struct pci_dev *pdev)
2070 {
2071         bool reset_enable;
2072         int reqs, ret;
2073
2074         /* FIXME: Hardcode number of outstanding requests for now */
2075         reqs = 32;
2076         if (pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_LIMIT_REQ_ONE))
2077                 reqs = 1;
2078         reset_enable = pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_ENABLE_RESET);
2079
2080         /* Only allow access to user-accessible pages */
2081         ret = pci_enable_pasid(pdev, 0);
2082         if (ret)
2083                 goto out_err;
2084
2085         /* First reset the PRI state of the device */
2086         ret = pci_reset_pri(pdev);
2087         if (ret)
2088                 goto out_err;
2089
2090         /* Enable PRI */
2091         ret = pci_enable_pri(pdev, reqs);
2092         if (ret)
2093                 goto out_err;
2094
2095         if (reset_enable) {
2096                 ret = pri_reset_while_enabled(pdev);
2097                 if (ret)
2098                         goto out_err;
2099         }
2100
2101         ret = pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
2102         if (ret)
2103                 goto out_err;
2104
2105         return 0;
2106
2107 out_err:
2108         pci_disable_pri(pdev);
2109         pci_disable_pasid(pdev);
2110
2111         return ret;
2112 }
2113
2114 /* FIXME: Move this to PCI code */
2115 #define PCI_PRI_TLP_OFF         (1 << 15)
2116
2117 static bool pci_pri_tlp_required(struct pci_dev *pdev)
2118 {
2119         u16 status;
2120         int pos;
2121
2122         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2123         if (!pos)
2124                 return false;
2125
2126         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_STATUS, &status);
2127
2128         return (status & PCI_PRI_TLP_OFF) ? true : false;
2129 }
2130
2131 /*
2132  * If a device is not yet associated with a domain, this function makes the
2133  * device visible in the domain
2134  */
2135 static int attach_device(struct device *dev,
2136                          struct protection_domain *domain)
2137 {
2138         struct pci_dev *pdev;
2139         struct iommu_dev_data *dev_data;
2140         unsigned long flags;
2141         int ret;
2142
2143         dev_data = get_dev_data(dev);
2144
2145         if (!dev_is_pci(dev))
2146                 goto skip_ats_check;
2147
2148         pdev = to_pci_dev(dev);
2149         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2150                 if (!dev_data->passthrough)
2151                         return -EINVAL;
2152
2153                 if (dev_data->iommu_v2) {
2154                         if (pdev_iommuv2_enable(pdev) != 0)
2155                                 return -EINVAL;
2156
2157                         dev_data->ats.enabled = true;
2158                         dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2159                         dev_data->pri_tlp     = pci_pri_tlp_required(pdev);
2160                 }
2161         } else if (amd_iommu_iotlb_sup &&
2162                    pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
2163                 dev_data->ats.enabled = true;
2164                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2165         }
2166
2167 skip_ats_check:
2168         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2169         ret = __attach_device(dev_data, domain);
2170         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2171
2172         /*
2173          * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
2174          * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
2175          * here to evict all dirty stuff.
2176          */
2177         domain_flush_tlb_pde(domain);
2178
2179         return ret;
2180 }
2181
2182 /*
2183  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
2184  */
2185 static void __detach_device(struct iommu_dev_data *dev_data)
2186 {
2187         struct protection_domain *domain;
2188
2189         domain = dev_data->domain;
2190
2191         spin_lock(&domain->lock);
2192
2193         do_detach(dev_data);
2194
2195         spin_unlock(&domain->lock);
2196 }
2197
2198 /*
2199  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
2200  */
2201 static void detach_device(struct device *dev)
2202 {
2203         struct protection_domain *domain;
2204         struct iommu_dev_data *dev_data;
2205         unsigned long flags;
2206
2207         dev_data = get_dev_data(dev);
2208         domain   = dev_data->domain;
2209
2210         /*
2211          * First check if the device is still attached. It might already
2212          * be detached from its domain because the generic
2213          * iommu_detach_group code detached it and we try again here in
2214          * our alias handling.
2215          */
2216         if (WARN_ON(!dev_data->domain))
2217                 return;
2218
2219         /* lock device table */
2220         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2221         __detach_device(dev_data);
2222         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2223
2224         if (!dev_is_pci(dev))
2225                 return;
2226
2227         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK && dev_data->iommu_v2)
2228                 pdev_iommuv2_disable(to_pci_dev(dev));
2229         else if (dev_data->ats.enabled)
2230                 pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
2231
2232         dev_data->ats.enabled = false;
2233 }
2234
2235 static int amd_iommu_add_device(struct device *dev)
2236 {
2237         struct iommu_dev_data *dev_data;
2238         struct iommu_domain *domain;
2239         struct amd_iommu *iommu;
2240         int ret, devid;
2241
2242         if (!check_device(dev) || get_dev_data(dev))
2243                 return 0;
2244
2245         devid = get_device_id(dev);
2246         if (devid < 0)
2247                 return devid;
2248
2249         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2250
2251         ret = iommu_init_device(dev);
2252         if (ret) {
2253                 if (ret != -ENOTSUPP)
2254                         pr_err("Failed to initialize device %s - trying to proceed anyway\n",
2255                                 dev_name(dev));
2256
2257                 iommu_ignore_device(dev);
2258                 dev->dma_ops = NULL;
2259                 goto out;
2260         }
2261         init_iommu_group(dev);
2262
2263         dev_data = get_dev_data(dev);
2264
2265         BUG_ON(!dev_data);
2266
2267         if (iommu_pass_through || dev_data->iommu_v2)
2268                 iommu_request_dm_for_dev(dev);
2269
2270         /* Domains are initialized for this device - have a look what we ended up with */
2271         domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2272         if (domain->type == IOMMU_DOMAIN_IDENTITY)
2273                 dev_data->passthrough = true;
2274         else
2275                 dev->dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
2276
2277 out:
2278         iommu_completion_wait(iommu);
2279
2280         return 0;
2281 }
2282
2283 static void amd_iommu_remove_device(struct device *dev)
2284 {
2285         struct amd_iommu *iommu;
2286         int devid;
2287
2288         if (!check_device(dev))
2289                 return;
2290
2291         devid = get_device_id(dev);
2292         if (devid < 0)
2293                 return;
2294
2295         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2296
2297         iommu_uninit_device(dev);
2298         iommu_completion_wait(iommu);
2299 }
2300
2301 static struct iommu_group *amd_iommu_device_group(struct device *dev)
2302 {
2303         if (dev_is_pci(dev))
2304                 return pci_device_group(dev);
2305
2306         return acpihid_device_group(dev);
2307 }
2308
2309 /*****************************************************************************
2310  *
2311  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
2312  *
2313  *****************************************************************************/
2314
2315 /*
2316  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
2317  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
2318  * requestor id for a given device.
2319  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
2320  * in this function.
2321  */
2322 static struct protection_domain *get_domain(struct device *dev)
2323 {
2324         struct protection_domain *domain;
2325         struct iommu_domain *io_domain;
2326
2327         if (!check_device(dev))
2328                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2329
2330         domain = get_dev_data(dev)->domain;
2331         if (domain == NULL && get_dev_data(dev)->defer_attach) {
2332                 get_dev_data(dev)->defer_attach = false;
2333                 io_domain = iommu_get_domain_for_dev(dev);
2334                 domain = to_pdomain(io_domain);
2335                 attach_device(dev, domain);
2336         }
2337         if (domain == NULL)
2338                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2339
2340         if (!dma_ops_domain(domain))
2341                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2342
2343         return domain;
2344 }
2345
2346 static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
2347 {
2348         struct iommu_dev_data *dev_data;
2349
2350         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
2351                 set_dte_entry(dev_data->devid, domain, dev_data->ats.enabled,
2352                               dev_data->iommu_v2);
2353
2354                 if (dev_data->devid == dev_data->alias)
2355                         continue;
2356
2357                 /* There is an alias, update device table entry for it */
2358                 set_dte_entry(dev_data->alias, domain, dev_data->ats.enabled,
2359                               dev_data->iommu_v2);
2360         }
2361 }
2362
2363 static void update_domain(struct protection_domain *domain)
2364 {
2365         if (!domain->updated)
2366                 return;
2367
2368         update_device_table(domain);
2369
2370         domain_flush_devices(domain);
2371         domain_flush_tlb_pde(domain);
2372
2373         domain->updated = false;
2374 }
2375
2376 static int dir2prot(enum dma_data_direction direction)
2377 {
2378         if (direction == DMA_TO_DEVICE)
2379                 return IOMMU_PROT_IR;
2380         else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
2381                 return IOMMU_PROT_IW;
2382         else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
2383                 return IOMMU_PROT_IW | IOMMU_PROT_IR;
2384         else
2385                 return 0;
2386 }
2387
2388 /*
2389  * This function contains common code for mapping of a physically
2390  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
2391  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
2392  * Must be called with the domain lock held.
2393  */
2394 static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
2395                                struct dma_ops_domain *dma_dom,
2396                                phys_addr_t paddr,
2397                                size_t size,
2398                                enum dma_data_direction direction,
2399                                u64 dma_mask)
2400 {
2401         dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
2402         dma_addr_t address, start, ret;
2403         unsigned int pages;
2404         int prot = 0;
2405         int i;
2406
2407         pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
2408         paddr &= PAGE_MASK;
2409
2410         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, pages, dma_mask);
2411         if (!address)
2412                 goto out;
2413
2414         prot = dir2prot(direction);
2415
2416         start = address;
2417         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2418                 ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, start, paddr,
2419                                      PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2420                 if (ret)
2421                         goto out_unmap;
2422
2423                 paddr += PAGE_SIZE;
2424                 start += PAGE_SIZE;
2425         }
2426         address += offset;
2427
2428         if (unlikely(amd_iommu_np_cache)) {
2429                 domain_flush_pages(&dma_dom->domain, address, size);
2430                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2431         }
2432
2433 out:
2434         return address;
2435
2436 out_unmap:
2437
2438         for (--i; i >= 0; --i) {
2439                 start -= PAGE_SIZE;
2440                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2441         }
2442
2443         domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2444         domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2445
2446         dma_ops_free_iova(dma_dom, address, pages);
2447
2448         return DMA_MAPPING_ERROR;
2449 }
2450
2451 /*
2452  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
2453  * the domain lock held too
2454  */
2455 static void __unmap_single(struct dma_ops_domain *dma_dom,
2456                            dma_addr_t dma_addr,
2457                            size_t size,
2458                            int dir)
2459 {
2460         dma_addr_t i, start;
2461         unsigned int pages;
2462
2463         pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
2464         dma_addr &= PAGE_MASK;
2465         start = dma_addr;
2466
2467         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2468                 iommu_unmap_page(&dma_dom->domain, start, PAGE_SIZE);
2469                 start += PAGE_SIZE;
2470         }
2471
2472         if (amd_iommu_unmap_flush) {
2473                 domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2474                 domain_flush_complete(&dma_dom->domain);
2475                 dma_ops_free_iova(dma_dom, dma_addr, pages);
2476         } else {
2477                 pages = __roundup_pow_of_two(pages);
2478                 queue_iova(&dma_dom->iovad, dma_addr >> PAGE_SHIFT, pages, 0);
2479         }
2480 }
2481
2482 /*
2483  * The exported map_single function for dma_ops.
2484  */
2485 static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
2486                            unsigned long offset, size_t size,
2487                            enum dma_data_direction dir,
2488                            unsigned long attrs)
2489 {
2490         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
2491         struct protection_domain *domain;
2492         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2493         u64 dma_mask;
2494
2495         domain = get_domain(dev);
2496         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
2497                 return (dma_addr_t)paddr;
2498         else if (IS_ERR(domain))
2499                 return DMA_MAPPING_ERROR;
2500
2501         dma_mask = *dev->dma_mask;
2502         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2503
2504         return __map_single(dev, dma_dom, paddr, size, dir, dma_mask);
2505 }
2506
2507 /*
2508  * The exported unmap_single function for dma_ops.
2509  */
2510 static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
2511                        enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
2512 {
2513         struct protection_domain *domain;
2514         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2515
2516         domain = get_domain(dev);
2517         if (IS_ERR(domain))
2518                 return;
2519
2520         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2521
2522         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, dir);
2523 }
2524
2525 static int sg_num_pages(struct device *dev,
2526                         struct scatterlist *sglist,
2527                         int nelems)
2528 {
2529         unsigned long mask, boundary_size;
2530         struct scatterlist *s;
2531         int i, npages = 0;
2532
2533         mask          = dma_get_seg_boundary(dev);
2534         boundary_size = mask + 1 ? ALIGN(mask + 1, PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT :
2535                                    1UL << (BITS_PER_LONG - PAGE_SHIFT);
2536
2537         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2538                 int p, n;
2539
2540                 s->dma_address = npages << PAGE_SHIFT;
2541                 p = npages % boundary_size;
2542                 n = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2543                 if (p + n > boundary_size)
2544                         npages += boundary_size - p;
2545                 npages += n;
2546         }
2547
2548         return npages;
2549 }
2550
2551 /*
2552  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2553  * lists).
2554  */
2555 static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2556                   int nelems, enum dma_data_direction direction,
2557                   unsigned long attrs)
2558 {
2559         int mapped_pages = 0, npages = 0, prot = 0, i;
2560         struct protection_domain *domain;
2561         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2562         struct scatterlist *s;
2563         unsigned long address;
2564         u64 dma_mask;
2565
2566         domain = get_domain(dev);
2567         if (IS_ERR(domain))
2568                 return 0;
2569
2570         dma_dom  = to_dma_ops_domain(domain);
2571         dma_mask = *dev->dma_mask;
2572
2573         npages = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2574
2575         address = dma_ops_alloc_iova(dev, dma_dom, npages, dma_mask);
2576         if (address == DMA_MAPPING_ERROR)
2577                 goto out_err;
2578
2579         prot = dir2prot(direction);
2580
2581         /* Map all sg entries */
2582         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2583                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2584
2585                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2586                         unsigned long bus_addr, phys_addr;
2587                         int ret;
2588
2589                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2590                         phys_addr = (sg_phys(s) & PAGE_MASK) + (j << PAGE_SHIFT);
2591                         ret = iommu_map_page(domain, bus_addr, phys_addr, PAGE_SIZE, prot, GFP_ATOMIC);
2592                         if (ret)
2593                                 goto out_unmap;
2594
2595                         mapped_pages += 1;
2596                 }
2597         }
2598
2599         /* Everything is mapped - write the right values into s->dma_address */
2600         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2601                 s->dma_address += address + s->offset;
2602                 s->dma_length   = s->length;
2603         }
2604
2605         return nelems;
2606
2607 out_unmap:
2608         pr_err("%s: IOMMU mapping error in map_sg (io-pages: %d)\n",
2609                dev_name(dev), npages);
2610
2611         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2612                 int j, pages = iommu_num_pages(sg_phys(s), s->length, PAGE_SIZE);
2613
2614                 for (j = 0; j < pages; ++j) {
2615                         unsigned long bus_addr;
2616
2617                         bus_addr  = address + s->dma_address + (j << PAGE_SHIFT);
2618                         iommu_unmap_page(domain, bus_addr, PAGE_SIZE);
2619
2620                         if (--mapped_pages)
2621                                 goto out_free_iova;
2622                 }
2623         }
2624
2625 out_free_iova:
2626         free_iova_fast(&dma_dom->iovad, address, npages);
2627
2628 out_err:
2629         return 0;
2630 }
2631
2632 /*
2633  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2634  * lists).
2635  */
2636 static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2637                      int nelems, enum dma_data_direction dir,
2638                      unsigned long attrs)
2639 {
2640         struct protection_domain *domain;
2641         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2642         unsigned long startaddr;
2643         int npages = 2;
2644
2645         domain = get_domain(dev);
2646         if (IS_ERR(domain))
2647                 return;
2648
2649         startaddr = sg_dma_address(sglist) & PAGE_MASK;
2650         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2651         npages    = sg_num_pages(dev, sglist, nelems);
2652
2653         __unmap_single(dma_dom, startaddr, npages << PAGE_SHIFT, dir);
2654 }
2655
2656 /*
2657  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
2658  */
2659 static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
2660                             dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag,
2661                             unsigned long attrs)
2662 {
2663         u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
2664         struct protection_domain *domain;
2665         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2666         struct page *page;
2667
2668         domain = get_domain(dev);
2669         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL) {
2670                 page = alloc_pages(flag, get_order(size));
2671                 *dma_addr = page_to_phys(page);
2672                 return page_address(page);
2673         } else if (IS_ERR(domain))
2674                 return NULL;
2675
2676         dma_dom   = to_dma_ops_domain(domain);
2677         size      = PAGE_ALIGN(size);
2678         dma_mask  = dev->coherent_dma_mask;
2679         flag     &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
2680         flag     |= __GFP_ZERO;
2681
2682         page = alloc_pages(flag | __GFP_NOWARN,  get_order(size));
2683         if (!page) {
2684                 if (!gfpflags_allow_blocking(flag))
2685                         return NULL;
2686
2687                 page = dma_alloc_from_contiguous(dev, size >> PAGE_SHIFT,
2688                                         get_order(size), flag & __GFP_NOWARN);
2689                 if (!page)
2690                         return NULL;
2691         }
2692
2693         if (!dma_mask)
2694                 dma_mask = *dev->dma_mask;
2695
2696         *dma_addr = __map_single(dev, dma_dom, page_to_phys(page),
2697                                  size, DMA_BIDIRECTIONAL, dma_mask);
2698
2699         if (*dma_addr == DMA_MAPPING_ERROR)
2700                 goto out_free;
2701
2702         return page_address(page);
2703
2704 out_free:
2705
2706         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2707                 __free_pages(page, get_order(size));
2708
2709         return NULL;
2710 }
2711
2712 /*
2713  * The exported free_coherent function for dma_ops.
2714  */
2715 static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
2716                           void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr,
2717                           unsigned long attrs)
2718 {
2719         struct protection_domain *domain;
2720         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2721         struct page *page;
2722
2723         page = virt_to_page(virt_addr);
2724         size = PAGE_ALIGN(size);
2725
2726         domain = get_domain(dev);
2727         if (IS_ERR(domain))
2728                 goto free_mem;
2729
2730         dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2731
2732         __unmap_single(dma_dom, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
2733
2734 free_mem:
2735         if (!dma_release_from_contiguous(dev, page, size >> PAGE_SHIFT))
2736                 __free_pages(page, get_order(size));
2737 }
2738
2739 /*
2740  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
2741  * particular device. It is part of the dma_ops.
2742  */
2743 static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
2744 {
2745         if (!dma_direct_supported(dev, mask))
2746                 return 0;
2747         return check_device(dev);
2748 }
2749
2750 static const struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
2751         .alloc          = alloc_coherent,
2752         .free           = free_coherent,
2753         .map_page       = map_page,
2754         .unmap_page     = unmap_page,
2755         .map_sg         = map_sg,
2756         .unmap_sg       = unmap_sg,
2757         .dma_supported  = amd_iommu_dma_supported,
2758 };
2759
2760 static int init_reserved_iova_ranges(void)
2761 {
2762         struct pci_dev *pdev = NULL;
2763         struct iova *val;
2764
2765         init_iova_domain(&reserved_iova_ranges, PAGE_SIZE, IOVA_START_PFN);
2766
2767         lockdep_set_class(&reserved_iova_ranges.iova_rbtree_lock,
2768                           &reserved_rbtree_key);
2769
2770         /* MSI memory range */
2771         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2772                            IOVA_PFN(MSI_RANGE_START), IOVA_PFN(MSI_RANGE_END));
2773         if (!val) {
2774                 pr_err("Reserving MSI range failed\n");
2775                 return -ENOMEM;
2776         }
2777
2778         /* HT memory range */
2779         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2780                            IOVA_PFN(HT_RANGE_START), IOVA_PFN(HT_RANGE_END));
2781         if (!val) {
2782                 pr_err("Reserving HT range failed\n");
2783                 return -ENOMEM;
2784         }
2785
2786         /*
2787          * Memory used for PCI resources
2788          * FIXME: Check whether we can reserve the PCI-hole completly
2789          */
2790         for_each_pci_dev(pdev) {
2791                 int i;
2792
2793                 for (i = 0; i < PCI_NUM_RESOURCES; ++i) {
2794                         struct resource *r = &pdev->resource[i];
2795
2796                         if (!(r->flags & IORESOURCE_MEM))
2797                                 continue;
2798
2799                         val = reserve_iova(&reserved_iova_ranges,
2800                                            IOVA_PFN(r->start),
2801                                            IOVA_PFN(r->end));
2802                         if (!val) {
2803                                 pr_err("Reserve pci-resource range failed\n");
2804                                 return -ENOMEM;
2805                         }
2806                 }
2807         }
2808
2809         return 0;
2810 }
2811
2812 int __init amd_iommu_init_api(void)
2813 {
2814         int ret, err = 0;
2815
2816         ret = iova_cache_get();
2817         if (ret)
2818                 return ret;
2819
2820         ret = init_reserved_iova_ranges();
2821         if (ret)
2822                 return ret;
2823
2824         err = bus_set_iommu(&pci_bus_type, &amd_iommu_ops);
2825         if (err)
2826                 return err;
2827 #ifdef CONFIG_ARM_AMBA
2828         err = bus_set_iommu(&amba_bustype, &amd_iommu_ops);
2829         if (err)
2830                 return err;
2831 #endif
2832         err = bus_set_iommu(&platform_bus_type, &amd_iommu_ops);
2833         if (err)
2834                 return err;
2835
2836         return 0;
2837 }
2838
2839 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
2840 {
2841         swiotlb        = (iommu_pass_through || sme_me_mask) ? 1 : 0;
2842         iommu_detected = 1;
2843
2844         if (amd_iommu_unmap_flush)
2845                 pr_info("IO/TLB flush on unmap enabled\n");
2846         else
2847                 pr_info("Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
2848
2849         return 0;
2850
2851 }
2852
2853 /*****************************************************************************
2854  *
2855  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
2856  *
2857  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
2858  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
2859  * which is not possible with the dma_ops interface.
2860  *
2861  *****************************************************************************/
2862
2863 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
2864 {
2865         struct iommu_dev_data *entry;
2866         unsigned long flags;
2867
2868         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2869
2870         while (!list_empty(&domain->dev_list)) {
2871                 entry = list_first_entry(&domain->dev_list,
2872                                          struct iommu_dev_data, list);
2873                 BUG_ON(!entry->domain);
2874                 __detach_device(entry);
2875         }
2876
2877         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2878 }
2879
2880 static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
2881 {
2882         if (!domain)
2883                 return;
2884
2885         del_domain_from_list(domain);
2886
2887         if (domain->id)
2888                 domain_id_free(domain->id);
2889
2890         kfree(domain);
2891 }
2892
2893 static int protection_domain_init(struct protection_domain *domain)
2894 {
2895         spin_lock_init(&domain->lock);
2896         mutex_init(&domain->api_lock);
2897         domain->id = domain_id_alloc();
2898         if (!domain->id)
2899                 return -ENOMEM;
2900         INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
2901
2902         return 0;
2903 }
2904
2905 static struct protection_domain *protection_domain_alloc(void)
2906 {
2907         struct protection_domain *domain;
2908
2909         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
2910         if (!domain)
2911                 return NULL;
2912
2913         if (protection_domain_init(domain))
2914                 goto out_err;
2915
2916         add_domain_to_list(domain);
2917
2918         return domain;
2919
2920 out_err:
2921         kfree(domain);
2922
2923         return NULL;
2924 }
2925
2926 static struct iommu_domain *amd_iommu_domain_alloc(unsigned type)
2927 {
2928         struct protection_domain *pdomain;
2929         struct dma_ops_domain *dma_domain;
2930
2931         switch (type) {
2932         case IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED:
2933                 pdomain = protection_domain_alloc();
2934                 if (!pdomain)
2935                         return NULL;
2936
2937                 pdomain->mode    = PAGE_MODE_3_LEVEL;
2938                 pdomain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
2939                 if (!pdomain->pt_root) {
2940                         protection_domain_free(pdomain);
2941                         return NULL;
2942                 }
2943
2944                 pdomain->domain.geometry.aperture_start = 0;
2945                 pdomain->domain.geometry.aperture_end   = ~0ULL;
2946                 pdomain->domain.geometry.force_aperture = true;
2947
2948                 break;
2949         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
2950                 dma_domain = dma_ops_domain_alloc();
2951                 if (!dma_domain) {
2952                         pr_err("Failed to allocate\n");
2953                         return NULL;
2954                 }
2955                 pdomain = &dma_domain->domain;
2956                 break;
2957         case IOMMU_DOMAIN_IDENTITY:
2958                 pdomain = protection_domain_alloc();
2959                 if (!pdomain)
2960                         return NULL;
2961
2962                 pdomain->mode = PAGE_MODE_NONE;
2963                 break;
2964         default:
2965                 return NULL;
2966         }
2967
2968         return &pdomain->domain;
2969 }
2970
2971 static void amd_iommu_domain_free(struct iommu_domain *dom)
2972 {
2973         struct protection_domain *domain;
2974         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2975
2976         domain = to_pdomain(dom);
2977
2978         if (domain->dev_cnt > 0)
2979                 cleanup_domain(domain);
2980
2981         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
2982
2983         if (!dom)
2984                 return;
2985
2986         switch (dom->type) {
2987         case IOMMU_DOMAIN_DMA:
2988                 /* Now release the domain */
2989                 dma_dom = to_dma_ops_domain(domain);
2990                 dma_ops_domain_free(dma_dom);
2991                 break;
2992         default:
2993                 if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
2994                         free_pagetable(domain);
2995
2996                 if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
2997                         free_gcr3_table(domain);
2998
2999                 protection_domain_free(domain);
3000                 break;
3001         }
3002 }
3003
3004 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
3005                                     struct device *dev)
3006 {
3007         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3008         struct amd_iommu *iommu;
3009         int devid;
3010
3011         if (!check_device(dev))
3012                 return;
3013
3014         devid = get_device_id(dev);
3015         if (devid < 0)
3016                 return;
3017
3018         if (dev_data->domain != NULL)
3019                 detach_device(dev);
3020
3021         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3022         if (!iommu)
3023                 return;
3024
3025 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3026         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
3027             (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED))
3028                 dev_data->use_vapic = 0;
3029 #endif
3030
3031         iommu_completion_wait(iommu);
3032 }
3033
3034 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
3035                                    struct device *dev)
3036 {
3037         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3038         struct iommu_dev_data *dev_data;
3039         struct amd_iommu *iommu;
3040         int ret;
3041
3042         if (!check_device(dev))
3043                 return -EINVAL;
3044
3045         dev_data = dev->archdata.iommu;
3046
3047         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3048         if (!iommu)
3049                 return -EINVAL;
3050
3051         if (dev_data->domain)
3052                 detach_device(dev);
3053
3054         ret = attach_device(dev, domain);
3055
3056 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3057         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir)) {
3058                 if (dom->type == IOMMU_DOMAIN_UNMANAGED)
3059                         dev_data->use_vapic = 1;
3060                 else
3061                         dev_data->use_vapic = 0;
3062         }
3063 #endif
3064
3065         iommu_completion_wait(iommu);
3066
3067         return ret;
3068 }
3069
3070 static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3071                          phys_addr_t paddr, size_t page_size, int iommu_prot)
3072 {
3073         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3074         int prot = 0;
3075         int ret;
3076
3077         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3078                 return -EINVAL;
3079
3080         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
3081                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
3082         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
3083                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
3084
3085         mutex_lock(&domain->api_lock);
3086         ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, page_size, prot, GFP_KERNEL);
3087         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3088
3089         return ret;
3090 }
3091
3092 static size_t amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3093                            size_t page_size)
3094 {
3095         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3096         size_t unmap_size;
3097
3098         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3099                 return 0;
3100
3101         mutex_lock(&domain->api_lock);
3102         unmap_size = iommu_unmap_page(domain, iova, page_size);
3103         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3104
3105         return unmap_size;
3106 }
3107
3108 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
3109                                           dma_addr_t iova)
3110 {
3111         struct protection_domain *domain = to_pdomain(dom);
3112         unsigned long offset_mask, pte_pgsize;
3113         u64 *pte, __pte;
3114
3115         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3116                 return iova;
3117
3118         pte = fetch_pte(domain, iova, &pte_pgsize);
3119
3120         if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
3121                 return 0;
3122
3123         offset_mask = pte_pgsize - 1;
3124         __pte       = __sme_clr(*pte & PM_ADDR_MASK);
3125
3126         return (__pte & ~offset_mask) | (iova & offset_mask);
3127 }
3128
3129 static bool amd_iommu_capable(enum iommu_cap cap)
3130 {
3131         switch (cap) {
3132         case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
3133                 return true;
3134         case IOMMU_CAP_INTR_REMAP:
3135                 return (irq_remapping_enabled == 1);
3136         case IOMMU_CAP_NOEXEC:
3137                 return false;
3138         default:
3139                 break;
3140         }
3141
3142         return false;
3143 }
3144
3145 static void amd_iommu_get_resv_regions(struct device *dev,
3146                                        struct list_head *head)
3147 {
3148         struct iommu_resv_region *region;
3149         struct unity_map_entry *entry;
3150         int devid;
3151
3152         devid = get_device_id(dev);
3153         if (devid < 0)
3154                 return;
3155
3156         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
3157                 size_t length;
3158                 int prot = 0;
3159
3160                 if (devid < entry->devid_start || devid > entry->devid_end)
3161                         continue;
3162
3163                 length = entry->address_end - entry->address_start;
3164                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IR)
3165                         prot |= IOMMU_READ;
3166                 if (entry->prot & IOMMU_PROT_IW)
3167                         prot |= IOMMU_WRITE;
3168
3169                 region = iommu_alloc_resv_region(entry->address_start,
3170                                                  length, prot,
3171                                                  IOMMU_RESV_DIRECT);
3172                 if (!region) {
3173                         pr_err("Out of memory allocating dm-regions for %s\n",
3174                                 dev_name(dev));
3175                         return;
3176                 }
3177                 list_add_tail(&region->list, head);
3178         }
3179
3180         region = iommu_alloc_resv_region(MSI_RANGE_START,
3181                                          MSI_RANGE_END - MSI_RANGE_START + 1,
3182                                          0, IOMMU_RESV_MSI);
3183         if (!region)
3184                 return;
3185         list_add_tail(&region->list, head);
3186
3187         region = iommu_alloc_resv_region(HT_RANGE_START,
3188                                          HT_RANGE_END - HT_RANGE_START + 1,
3189                                          0, IOMMU_RESV_RESERVED);
3190         if (!region)
3191                 return;
3192         list_add_tail(&region->list, head);
3193 }
3194
3195 static void amd_iommu_put_resv_regions(struct device *dev,
3196                                      struct list_head *head)
3197 {
3198         struct iommu_resv_region *entry, *next;
3199
3200         list_for_each_entry_safe(entry, next, head, list)
3201                 kfree(entry);
3202 }
3203
3204 static void amd_iommu_apply_resv_region(struct device *dev,
3205                                       struct iommu_domain *domain,
3206                                       struct iommu_resv_region *region)
3207 {
3208         struct dma_ops_domain *dma_dom = to_dma_ops_domain(to_pdomain(domain));
3209         unsigned long start, end;
3210
3211         start = IOVA_PFN(region->start);
3212         end   = IOVA_PFN(region->start + region->length - 1);
3213
3214         WARN_ON_ONCE(reserve_iova(&dma_dom->iovad, start, end) == NULL);
3215 }
3216
3217 static bool amd_iommu_is_attach_deferred(struct iommu_domain *domain,
3218                                          struct device *dev)
3219 {
3220         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3221         return dev_data->defer_attach;
3222 }
3223
3224 static void amd_iommu_flush_iotlb_all(struct iommu_domain *domain)
3225 {
3226         struct protection_domain *dom = to_pdomain(domain);
3227
3228         domain_flush_tlb_pde(dom);
3229         domain_flush_complete(dom);
3230 }
3231
3232 static void amd_iommu_iotlb_range_add(struct iommu_domain *domain,
3233                                       unsigned long iova, size_t size)
3234 {
3235 }
3236
3237 const struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
3238         .capable = amd_iommu_capable,
3239         .domain_alloc = amd_iommu_domain_alloc,
3240         .domain_free  = amd_iommu_domain_free,
3241         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
3242         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
3243         .map = amd_iommu_map,
3244         .unmap = amd_iommu_unmap,
3245         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
3246         .add_device = amd_iommu_add_device,
3247         .remove_device = amd_iommu_remove_device,
3248         .device_group = amd_iommu_device_group,
3249         .get_resv_regions = amd_iommu_get_resv_regions,
3250         .put_resv_regions = amd_iommu_put_resv_regions,
3251         .apply_resv_region = amd_iommu_apply_resv_region,
3252         .is_attach_deferred = amd_iommu_is_attach_deferred,
3253         .pgsize_bitmap  = AMD_IOMMU_PGSIZES,
3254         .flush_iotlb_all = amd_iommu_flush_iotlb_all,
3255         .iotlb_range_add = amd_iommu_iotlb_range_add,
3256         .iotlb_sync = amd_iommu_flush_iotlb_all,
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   &nb