drivers/iommu/intel_irq_remapping.c

   1 #include <linux/interrupt.h>
   2 #include <linux/dmar.h>
   3 #include <linux/spinlock.h>
   4 #include <linux/slab.h>
   5 #include <linux/jiffies.h>
   6 #include <linux/hpet.h>
   7 #include <linux/pci.h>
   8 #include <linux/irq.h>
   9 #include <linux/intel-iommu.h>
  10 #include <linux/acpi.h>
  11 #include <asm/io_apic.h>
  12 #include <asm/smp.h>
  13 #include <asm/cpu.h>
  14 #include <asm/irq_remapping.h>
  15 #include <asm/pci-direct.h>
  16 #include <asm/msidef.h>
  17
  18 #include "irq_remapping.h"
  19
  20 struct ioapic_scope {
  21         struct intel_iommu *iommu;
  22         unsigned int id;
  23         unsigned int bus;       /* PCI bus number */
  24         unsigned int devfn;     /* PCI devfn number */
  25 };
  26
  27 struct hpet_scope {
  28         struct intel_iommu *iommu;
  29         u8 id;
  30         unsigned int bus;
  31         unsigned int devfn;
  32 };
  33
  34 #define IR_X2APIC_MODE(mode) (mode ? (1 << 11) : 0)
  35 #define IRTE_DEST(dest) ((eim_mode) ? dest : dest << 8)
  36
  37 static int __read_mostly eim_mode;
  38 static struct ioapic_scope ir_ioapic[MAX_IO_APICS];
  39 static struct hpet_scope ir_hpet[MAX_HPET_TBS];
  40
  41 /*
  42  * Lock ordering:
  43  * ->dmar_global_lock
  44  *      ->irq_2_ir_lock
  45  *              ->qi->q_lock
  46  *      ->iommu->register_lock
  47  * Note:
  48  * intel_irq_remap_ops.{supported,prepare,enable,disable,reenable} are called
  49  * in single-threaded environment with interrupt disabled, so no need to tabke
  50  * the dmar_global_lock.
  51  */
  52 static DEFINE_RAW_SPINLOCK(irq_2_ir_lock);
  53
  54 static int __init parse_ioapics_under_ir(void);
  55
  56 static struct irq_2_iommu *irq_2_iommu(unsigned int irq)
  57 {
  58         struct irq_cfg *cfg = irq_cfg(irq);
  59         return cfg ? &cfg->irq_2_iommu : NULL;
  60 }
  61
  62 static int get_irte(int irq, struct irte *entry)
  63 {
  64         struct irq_2_iommu *irq_iommu = irq_2_iommu(irq);
  65         unsigned long flags;
  66         int index;
  67
  68         if (!entry || !irq_iommu)
  69                 return -1;
  70
  71         raw_spin_lock_irqsave(&irq_2_ir_lock, flags);
  72
  73         if (unlikely(!irq_iommu->iommu)) {
  74                 raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_2_ir_lock, flags);
  75                 return -1;
  76         }
  77
  78         index = irq_iommu->irte_index + irq_iommu->sub_handle;
  79         *entry = *(irq_iommu->iommu->ir_table->base + index);
  80
  81         raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_2_ir_lock, flags);
  82         return 0;
  83 }
  84
  85 static int alloc_irte(struct intel_iommu *iommu, int irq, u16 count)
  86 {
  87         struct ir_table *table = iommu->ir_table;
  88         struct irq_2_iommu *irq_iommu = irq_2_iommu(irq);
  89         struct irq_cfg *cfg = irq_cfg(irq);
  90         unsigned int mask = 0;
  91         unsigned long flags;
  92         int index;
  93
  94         if (!count || !irq_iommu)
  95                 return -1;
  96
  97         if (count > 1) {
  98                 count = __roundup_pow_of_two(count);
  99                 mask = ilog2(count);
 100         }
 101
 102         if (mask > ecap_max_handle_mask(iommu->ecap)) {
 103                 printk(KERN_ERR
 104                        "Requested mask %x exceeds the max invalidation handle"
 105                        " mask value %Lx\n", mask,
 106                        ecap_max_handle_mask(iommu->ecap));
 107                 return -1;
 108         }
 109
 110         raw_spin_lock_irqsave(&irq_2_ir_lock, flags);
 111         index = bitmap_find_free_region(table->bitmap,
 112                                         INTR_REMAP_TABLE_ENTRIES, mask);
 113         if (index < 0) {
 114                 pr_warn("IR%d: can't allocate an IRTE\n", iommu->seq_id);
 115         } else {
 116                 cfg->remapped = 1;
 117                 irq_iommu->iommu = iommu;
 118                 irq_iommu->irte_index =  index;
 119                 irq_iommu->sub_handle = 0;
 120                 irq_iommu->irte_mask = mask;
 121         }
 122         raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_2_ir_lock, flags);
 123
 124         return index;
 125 }
 126
 127 static int qi_flush_iec(struct intel_iommu *iommu, int index, int mask)
 128 {
 129         struct qi_desc desc;
 130
 131         desc.low = QI_IEC_IIDEX(index) | QI_IEC_TYPE | QI_IEC_IM(mask)
 132                    | QI_IEC_SELECTIVE;
 133         desc.high = 0;
 134
 135         return qi_submit_sync(&desc, iommu);
 136 }
 137
 138 static int map_irq_to_irte_handle(int irq, u16 *sub_handle)
 139 {
 140         struct irq_2_iommu *irq_iommu = irq_2_iommu(irq);
 141         unsigned long flags;
 142         int index;
 143
 144         if (!irq_iommu)
 145                 return -1;
 146
 147         raw_spin_lock_irqsave(&irq_2_ir_lock, flags);
 148         *sub_handle = irq_iommu->sub_handle;
 149         index = irq_iommu->irte_index;
 150         raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_2_ir_lock, flags);
 151         return index;
 152 }
 153
 154 static int set_irte_irq(int irq, struct intel_iommu *iommu, u16 index, u16 subhandle)
 155 {
 156         struct irq_2_iommu *irq_iommu = irq_2_iommu(irq);
 157         struct irq_cfg *cfg = irq_cfg(irq);
 158         unsigned long flags;
 159
 160         if (!irq_iommu)
 161                 return -1;
 162
 163         raw_spin_lock_irqsave(&irq_2_ir_lock, flags);
 164
 165         cfg->remapped = 1;
 166         irq_iommu->iommu = iommu;
 167         irq_iommu->irte_index = index;
 168         irq_iommu->sub_handle = subhandle;
 169         irq_iommu->irte_mask = 0;
 170
 171         raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_2_ir_lock, flags);
 172
 173         return 0;
 174 }
 175
 176 static int modify_irte(int irq, struct irte *irte_modified)
 177 {
 178         struct irq_2_iommu *irq_iommu = irq_2_iommu(irq);
 179         struct intel_iommu *iommu;
 180         unsigned long flags;
 181         struct irte *irte;
 182         int rc, index;
 183
 184         if (!irq_iommu)
 185                 return -1;
 186
 187         raw_spin_lock_irqsave(&irq_2_ir_lock, flags);
 188
 189         iommu = irq_iommu->iommu;
 190
 191         index = irq_iommu->irte_index + irq_iommu->sub_handle;
 192         irte = &iommu->ir_table->base[index];
 193
 194         set_64bit(&irte->low, irte_modified->low);
 195         set_64bit(&irte->high, irte_modified->high);
 196         __iommu_flush_cache(iommu, irte, sizeof(*irte));
 197
 198         rc = qi_flush_iec(iommu, index, 0);
 199         raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_2_ir_lock, flags);
 200
 201         return rc;
 202 }
 203
 204 static struct intel_iommu *map_hpet_to_ir(u8 hpet_id)
 205 {
 206         int i;
 207
 208         for (i = 0; i < MAX_HPET_TBS; i++)
 209                 if (ir_hpet[i].id == hpet_id && ir_hpet[i].iommu)
 210                         return ir_hpet[i].iommu;
 211         return NULL;
 212 }
 213
 214 static struct intel_iommu *map_ioapic_to_ir(int apic)
 215 {
 216         int i;
 217
 218         for (i = 0; i < MAX_IO_APICS; i++)
 219                 if (ir_ioapic[i].id == apic && ir_ioapic[i].iommu)
 220                         return ir_ioapic[i].iommu;
 221         return NULL;
 222 }
 223
 224 static struct intel_iommu *map_dev_to_ir(struct pci_dev *dev)
 225 {
 226         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 227
 228         drhd = dmar_find_matched_drhd_unit(dev);
 229         if (!drhd)
 230                 return NULL;
 231
 232         return drhd->iommu;
 233 }
 234
 235 static int clear_entries(struct irq_2_iommu *irq_iommu)
 236 {
 237         struct irte *start, *entry, *end;
 238         struct intel_iommu *iommu;
 239         int index;
 240
 241         if (irq_iommu->sub_handle)
 242                 return 0;
 243
 244         iommu = irq_iommu->iommu;
 245         index = irq_iommu->irte_index + irq_iommu->sub_handle;
 246
 247         start = iommu->ir_table->base + index;
 248         end = start + (1 << irq_iommu->irte_mask);
 249
 250         for (entry = start; entry < end; entry++) {
 251                 set_64bit(&entry->low, 0);
 252                 set_64bit(&entry->high, 0);
 253         }
 254         bitmap_release_region(iommu->ir_table->bitmap, index,
 255                               irq_iommu->irte_mask);
 256
 257         return qi_flush_iec(iommu, index, irq_iommu->irte_mask);
 258 }
 259
 260 static int free_irte(int irq)
 261 {
 262         struct irq_2_iommu *irq_iommu = irq_2_iommu(irq);
 263         unsigned long flags;
 264         int rc;
 265
 266         if (!irq_iommu)
 267                 return -1;
 268
 269         raw_spin_lock_irqsave(&irq_2_ir_lock, flags);
 270
 271         rc = clear_entries(irq_iommu);
 272
 273         irq_iommu->iommu = NULL;
 274         irq_iommu->irte_index = 0;
 275         irq_iommu->sub_handle = 0;
 276         irq_iommu->irte_mask = 0;
 277
 278         raw_spin_unlock_irqrestore(&irq_2_ir_lock, flags);
 279
 280         return rc;
 281 }
 282
 283 /*
 284  * source validation type
 285  */
 286 #define SVT_NO_VERIFY           0x0  /* no verification is required */
 287 #define SVT_VERIFY_SID_SQ       0x1  /* verify using SID and SQ fields */
 288 #define SVT_VERIFY_BUS          0x2  /* verify bus of request-id */
 289
 290 /*
 291  * source-id qualifier
 292  */
 293 #define SQ_ALL_16       0x0  /* verify all 16 bits of request-id */
 294 #define SQ_13_IGNORE_1  0x1  /* verify most significant 13 bits, ignore
 295                               * the third least significant bit
 296                               */
 297 #define SQ_13_IGNORE_2  0x2  /* verify most significant 13 bits, ignore
 298                               * the second and third least significant bits
 299                               */
 300 #define SQ_13_IGNORE_3  0x3  /* verify most significant 13 bits, ignore
 301                               * the least three significant bits
 302                               */
 303
 304 /*
 305  * set SVT, SQ and SID fields of irte to verify
 306  * source ids of interrupt requests
 307  */
 308 static void set_irte_sid(struct irte *irte, unsigned int svt,
 309                          unsigned int sq, unsigned int sid)
 310 {
 311         if (disable_sourceid_checking)
 312                 svt = SVT_NO_VERIFY;
 313         irte->svt = svt;
 314         irte->sq = sq;
 315         irte->sid = sid;
 316 }
 317
 318 static int set_ioapic_sid(struct irte *irte, int apic)
 319 {
 320         int i;
 321         u16 sid = 0;
 322
 323         if (!irte)
 324                 return -1;
 325
 326         down_read(&dmar_global_lock);
 327         for (i = 0; i < MAX_IO_APICS; i++) {
 328                 if (ir_ioapic[i].iommu && ir_ioapic[i].id == apic) {
 329                         sid = (ir_ioapic[i].bus << 8) | ir_ioapic[i].devfn;
 330                         break;
 331                 }
 332         }
 333         up_read(&dmar_global_lock);
 334
 335         if (sid == 0) {
 336                 pr_warning("Failed to set source-id of IOAPIC (%d)\n", apic);
 337                 return -1;
 338         }
 339
 340         set_irte_sid(irte, SVT_VERIFY_SID_SQ, SQ_ALL_16, sid);
 341
 342         return 0;
 343 }
 344
 345 static int set_hpet_sid(struct irte *irte, u8 id)
 346 {
 347         int i;
 348         u16 sid = 0;
 349
 350         if (!irte)
 351                 return -1;
 352
 353         down_read(&dmar_global_lock);
 354         for (i = 0; i < MAX_HPET_TBS; i++) {
 355                 if (ir_hpet[i].iommu && ir_hpet[i].id == id) {
 356                         sid = (ir_hpet[i].bus << 8) | ir_hpet[i].devfn;
 357                         break;
 358                 }
 359         }
 360         up_read(&dmar_global_lock);
 361
 362         if (sid == 0) {
 363                 pr_warning("Failed to set source-id of HPET block (%d)\n", id);
 364                 return -1;
 365         }
 366
 367         /*
 368          * Should really use SQ_ALL_16. Some platforms are broken.
 369          * While we figure out the right quirks for these broken platforms, use
 370          * SQ_13_IGNORE_3 for now.
 371          */
 372         set_irte_sid(irte, SVT_VERIFY_SID_SQ, SQ_13_IGNORE_3, sid);
 373
 374         return 0;
 375 }
 376
 377 struct set_msi_sid_data {
 378         struct pci_dev *pdev;
 379         u16 alias;
 380 };
 381
 382 static int set_msi_sid_cb(struct pci_dev *pdev, u16 alias, void *opaque)
 383 {
 384         struct set_msi_sid_data *data = opaque;
 385
 386         data->pdev = pdev;
 387         data->alias = alias;
 388
 389         return 0;
 390 }
 391
 392 static int set_msi_sid(struct irte *irte, struct pci_dev *dev)
 393 {
 394         struct set_msi_sid_data data;
 395
 396         if (!irte || !dev)
 397                 return -1;
 398
 399         pci_for_each_dma_alias(dev, set_msi_sid_cb, &data);
 400
 401         /*
 402          * DMA alias provides us with a PCI device and alias.  The only case
 403          * where the it will return an alias on a different bus than the
 404          * device is the case of a PCIe-to-PCI bridge, where the alias is for
 405          * the subordinate bus.  In this case we can only verify the bus.
 406          *
 407          * If the alias device is on a different bus than our source device
 408          * then we have a topology based alias, use it.
 409          *
 410          * Otherwise, the alias is for a device DMA quirk and we cannot
 411          * assume that MSI uses the same requester ID.  Therefore use the
 412          * original device.
 413          */
 414         if (PCI_BUS_NUM(data.alias) != data.pdev->bus->number)
 415                 set_irte_sid(irte, SVT_VERIFY_BUS, SQ_ALL_16,
 416                              PCI_DEVID(PCI_BUS_NUM(data.alias),
 417                                        dev->bus->number));
 418         else if (data.pdev->bus->number != dev->bus->number)
 419                 set_irte_sid(irte, SVT_VERIFY_SID_SQ, SQ_ALL_16, data.alias);
 420         else
 421                 set_irte_sid(irte, SVT_VERIFY_SID_SQ, SQ_ALL_16,
 422                              PCI_DEVID(dev->bus->number, dev->devfn));
 423
 424         return 0;
 425 }
 426
 427 static void iommu_set_irq_remapping(struct intel_iommu *iommu, int mode)
 428 {
 429         u64 addr;
 430         u32 sts;
 431         unsigned long flags;
 432
 433         addr = virt_to_phys((void *)iommu->ir_table->base);
 434
 435         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->register_lock, flags);
 436
 437         dmar_writeq(iommu->reg + DMAR_IRTA_REG,
 438                     (addr) | IR_X2APIC_MODE(mode) | INTR_REMAP_TABLE_REG_SIZE);
 439
 440         /* Set interrupt-remapping table pointer */
 441         writel(iommu->gcmd | DMA_GCMD_SIRTP, iommu->reg + DMAR_GCMD_REG);
 442
 443         IOMMU_WAIT_OP(iommu, DMAR_GSTS_REG,
 444                       readl, (sts & DMA_GSTS_IRTPS), sts);
 445         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->register_lock, flags);
 446
 447         /*
 448          * global invalidation of interrupt entry cache before enabling
 449          * interrupt-remapping.
 450          */
 451         qi_global_iec(iommu);
 452
 453         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->register_lock, flags);
 454
 455         /* Enable interrupt-remapping */
 456         iommu->gcmd |= DMA_GCMD_IRE;
 457         iommu->gcmd &= ~DMA_GCMD_CFI;  /* Block compatibility-format MSIs */
 458         writel(iommu->gcmd, iommu->reg + DMAR_GCMD_REG);
 459
 460         IOMMU_WAIT_OP(iommu, DMAR_GSTS_REG,
 461                       readl, (sts & DMA_GSTS_IRES), sts);
 462
 463         /*
 464          * With CFI clear in the Global Command register, we should be
 465          * protected from dangerous (i.e. compatibility) interrupts
 466          * regardless of x2apic status.  Check just to be sure.
 467          */
 468         if (sts & DMA_GSTS_CFIS)
 469                 WARN(1, KERN_WARNING
 470                         "Compatibility-format IRQs enabled despite intr remapping;\n"
 471                         "you are vulnerable to IRQ injection.\n");
 472
 473         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->register_lock, flags);
 474 }
 475
 476 static int intel_setup_irq_remapping(struct intel_iommu *iommu)
 477 {
 478         struct ir_table *ir_table;
 479         struct page *pages;
 480         unsigned long *bitmap;
 481
 482         if (iommu->ir_table)
 483                 return 0;
 484
 485         ir_table = kzalloc(sizeof(struct ir_table), GFP_KERNEL);
 486         if (!ir_table)
 487                 return -ENOMEM;
 488
 489         pages = alloc_pages_node(iommu->node, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 490                                  INTR_REMAP_PAGE_ORDER);
 491
 492         if (!pages) {
 493                 pr_err("IR%d: failed to allocate pages of order %d\n",
 494                        iommu->seq_id, INTR_REMAP_PAGE_ORDER);
 495                 goto out_free_table;
 496         }
 497
 498         bitmap = kcalloc(BITS_TO_LONGS(INTR_REMAP_TABLE_ENTRIES),
 499                          sizeof(long), GFP_ATOMIC);
 500         if (bitmap == NULL) {
 501                 pr_err("IR%d: failed to allocate bitmap\n", iommu->seq_id);
 502                 goto out_free_pages;
 503         }
 504
 505         ir_table->base = page_address(pages);
 506         ir_table->bitmap = bitmap;
 507         iommu->ir_table = ir_table;
 508         return 0;
 509
 510 out_free_pages:
 511         __free_pages(pages, INTR_REMAP_PAGE_ORDER);
 512 out_free_table:
 513         kfree(ir_table);
 514         return -ENOMEM;
 515 }
 516
 517 static void intel_teardown_irq_remapping(struct intel_iommu *iommu)
 518 {
 519         if (iommu && iommu->ir_table) {
 520                 free_pages((unsigned long)iommu->ir_table->base,
 521                            INTR_REMAP_PAGE_ORDER);
 522                 kfree(iommu->ir_table->bitmap);
 523                 kfree(iommu->ir_table);
 524                 iommu->ir_table = NULL;
 525         }
 526 }
 527
 528 /*
 529  * Disable Interrupt Remapping.
 530  */
 531 static void iommu_disable_irq_remapping(struct intel_iommu *iommu)
 532 {
 533         unsigned long flags;
 534         u32 sts;
 535
 536         if (!ecap_ir_support(iommu->ecap))
 537                 return;
 538
 539         /*
 540          * global invalidation of interrupt entry cache before disabling
 541          * interrupt-remapping.
 542          */
 543         qi_global_iec(iommu);
 544
 545         raw_spin_lock_irqsave(&iommu->register_lock, flags);
 546
 547         sts = dmar_readq(iommu->reg + DMAR_GSTS_REG);
 548         if (!(sts & DMA_GSTS_IRES))
 549                 goto end;
 550
 551         iommu->gcmd &= ~DMA_GCMD_IRE;
 552         writel(iommu->gcmd, iommu->reg + DMAR_GCMD_REG);
 553
 554         IOMMU_WAIT_OP(iommu, DMAR_GSTS_REG,
 555                       readl, !(sts & DMA_GSTS_IRES), sts);
 556
 557 end:
 558         raw_spin_unlock_irqrestore(&iommu->register_lock, flags);
 559 }
 560
 561 static int __init dmar_x2apic_optout(void)
 562 {
 563         struct acpi_table_dmar *dmar;
 564         dmar = (struct acpi_table_dmar *)dmar_tbl;
 565         if (!dmar || no_x2apic_optout)
 566                 return 0;
 567         return dmar->flags & DMAR_X2APIC_OPT_OUT;
 568 }
 569
 570 static void __init intel_cleanup_irq_remapping(void)
 571 {
 572         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 573         struct intel_iommu *iommu;
 574
 575         for_each_iommu(iommu, drhd) {
 576                 if (ecap_ir_support(iommu->ecap)) {
 577                         iommu_disable_irq_remapping(iommu);
 578                         intel_teardown_irq_remapping(iommu);
 579                 }
 580         }
 581
 582         if (x2apic_supported())
 583                 pr_warn("Failed to enable irq remapping.  You are vulnerable to irq-injection attacks.\n");
 584 }
 585
 586 static int __init intel_prepare_irq_remapping(void)
 587 {
 588         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 589         struct intel_iommu *iommu;
 590
 591         if (irq_remap_broken) {
 592                 printk(KERN_WARNING
 593                         "This system BIOS has enabled interrupt remapping\n"
 594                         "on a chipset that contains an erratum making that\n"
 595                         "feature unstable.  To maintain system stability\n"
 596                         "interrupt remapping is being disabled.  Please\n"
 597                         "contact your BIOS vendor for an update\n");
 598                 add_taint(TAINT_FIRMWARE_WORKAROUND, LOCKDEP_STILL_OK);
 599                 return -ENODEV;
 600         }
 601
 602         if (dmar_table_init() < 0)
 603                 return -ENODEV;
 604
 605         if (!dmar_ir_support())
 606                 return -ENODEV;
 607
 608         if (parse_ioapics_under_ir() != 1) {
 609                 printk(KERN_INFO "Not enabling interrupt remapping\n");
 610                 goto error;
 611         }
 612
 613         /* First make sure all IOMMUs support IRQ remapping */
 614         for_each_iommu(iommu, drhd)
 615                 if (!ecap_ir_support(iommu->ecap))
 616                         goto error;
 617
 618         /* Do the allocations early */
 619         for_each_iommu(iommu, drhd)
 620                 if (intel_setup_irq_remapping(iommu))
 621                         goto error;
 622
 623         return 0;
 624
 625 error:
 626         intel_cleanup_irq_remapping();
 627         return -ENODEV;
 628 }
 629
 630 static int __init intel_enable_irq_remapping(void)
 631 {
 632         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 633         struct intel_iommu *iommu;
 634         bool setup = false;
 635         int eim = 0;
 636
 637         if (x2apic_supported()) {
 638                 eim = !dmar_x2apic_optout();
 639                 if (!eim)
 640                         printk(KERN_WARNING
 641                                 "Your BIOS is broken and requested that x2apic be disabled.\n"
 642                                 "This will slightly decrease performance.\n"
 643                                 "Use 'intremap=no_x2apic_optout' to override BIOS request.\n");
 644         }
 645
 646         for_each_iommu(iommu, drhd) {
 647                 /*
 648                  * If the queued invalidation is already initialized,
 649                  * shouldn't disable it.
 650                  */
 651                 if (iommu->qi)
 652                         continue;
 653
 654                 /*
 655                  * Clear previous faults.
 656                  */
 657                 dmar_fault(-1, iommu);
 658
 659                 /*
 660                  * Disable intr remapping and queued invalidation, if already
 661                  * enabled prior to OS handover.
 662                  */
 663                 iommu_disable_irq_remapping(iommu);
 664
 665                 dmar_disable_qi(iommu);
 666         }
 667
 668         /*
 669          * check for the Interrupt-remapping support
 670          */
 671         for_each_iommu(iommu, drhd)
 672                 if (eim && !ecap_eim_support(iommu->ecap)) {
 673                         printk(KERN_INFO "DRHD %Lx: EIM not supported by DRHD, "
 674                                " ecap %Lx\n", drhd->reg_base_addr, iommu->ecap);
 675                         eim = 0;
 676                 }
 677         eim_mode = eim;
 678         if (eim)
 679                 pr_info("Queued invalidation will be enabled to support x2apic and Intr-remapping.\n");
 680
 681         /*
 682          * Enable queued invalidation for all the DRHD's.
 683          */
 684         for_each_iommu(iommu, drhd) {
 685                 int ret = dmar_enable_qi(iommu);
 686
 687                 if (ret) {
 688                         printk(KERN_ERR "DRHD %Lx: failed to enable queued, "
 689                                " invalidation, ecap %Lx, ret %d\n",
 690                                drhd->reg_base_addr, iommu->ecap, ret);
 691                         goto error;
 692                 }
 693         }
 694
 695         /*
 696          * Setup Interrupt-remapping for all the DRHD's now.
 697          */
 698         for_each_iommu(iommu, drhd) {
 699                 iommu_set_irq_remapping(iommu, eim);
 700                 setup = true;
 701         }
 702
 703         if (!setup)
 704                 goto error;
 705
 706         irq_remapping_enabled = 1;
 707
 708         /*
 709          * VT-d has a different layout for IO-APIC entries when
 710          * interrupt remapping is enabled. So it needs a special routine
 711          * to print IO-APIC entries for debugging purposes too.
 712          */
 713         x86_io_apic_ops.print_entries = intel_ir_io_apic_print_entries;
 714
 715         pr_info("Enabled IRQ remapping in %s mode\n", eim ? "x2apic" : "xapic");
 716
 717         return eim ? IRQ_REMAP_X2APIC_MODE : IRQ_REMAP_XAPIC_MODE;
 718
 719 error:
 720         intel_cleanup_irq_remapping();
 721         return -1;
 722 }
 723
 724 static int ir_parse_one_hpet_scope(struct acpi_dmar_device_scope *scope,
 725                                    struct intel_iommu *iommu,
 726                                    struct acpi_dmar_hardware_unit *drhd)
 727 {
 728         struct acpi_dmar_pci_path *path;
 729         u8 bus;
 730         int count, free = -1;
 731
 732         bus = scope->bus;
 733         path = (struct acpi_dmar_pci_path *)(scope + 1);
 734         count = (scope->length - sizeof(struct acpi_dmar_device_scope))
 735                 / sizeof(struct acpi_dmar_pci_path);
 736
 737         while (--count > 0) {
 738                 /*
 739                  * Access PCI directly due to the PCI
 740                  * subsystem isn't initialized yet.
 741                  */
 742                 bus = read_pci_config_byte(bus, path->device, path->function,
 743                                            PCI_SECONDARY_BUS);
 744                 path++;
 745         }
 746
 747         for (count = 0; count < MAX_HPET_TBS; count++) {
 748                 if (ir_hpet[count].iommu == iommu &&
 749                     ir_hpet[count].id == scope->enumeration_id)
 750                         return 0;
 751                 else if (ir_hpet[count].iommu == NULL && free == -1)
 752                         free = count;
 753         }
 754         if (free == -1) {
 755                 pr_warn("Exceeded Max HPET blocks\n");
 756                 return -ENOSPC;
 757         }
 758
 759         ir_hpet[free].iommu = iommu;
 760         ir_hpet[free].id    = scope->enumeration_id;
 761         ir_hpet[free].bus   = bus;
 762         ir_hpet[free].devfn = PCI_DEVFN(path->device, path->function);
 763         pr_info("HPET id %d under DRHD base 0x%Lx\n",
 764                 scope->enumeration_id, drhd->address);
 765
 766         return 0;
 767 }
 768
 769 static int ir_parse_one_ioapic_scope(struct acpi_dmar_device_scope *scope,
 770                                      struct intel_iommu *iommu,
 771                                      struct acpi_dmar_hardware_unit *drhd)
 772 {
 773         struct acpi_dmar_pci_path *path;
 774         u8 bus;
 775         int count, free = -1;
 776
 777         bus = scope->bus;
 778         path = (struct acpi_dmar_pci_path *)(scope + 1);
 779         count = (scope->length - sizeof(struct acpi_dmar_device_scope))
 780                 / sizeof(struct acpi_dmar_pci_path);
 781
 782         while (--count > 0) {
 783                 /*
 784                  * Access PCI directly due to the PCI
 785                  * subsystem isn't initialized yet.
 786                  */
 787                 bus = read_pci_config_byte(bus, path->device, path->function,
 788                                            PCI_SECONDARY_BUS);
 789                 path++;
 790         }
 791
 792         for (count = 0; count < MAX_IO_APICS; count++) {
 793                 if (ir_ioapic[count].iommu == iommu &&
 794                     ir_ioapic[count].id == scope->enumeration_id)
 795                         return 0;
 796                 else if (ir_ioapic[count].iommu == NULL && free == -1)
 797                         free = count;
 798         }
 799         if (free == -1) {
 800                 pr_warn("Exceeded Max IO APICS\n");
 801                 return -ENOSPC;
 802         }
 803
 804         ir_ioapic[free].bus   = bus;
 805         ir_ioapic[free].devfn = PCI_DEVFN(path->device, path->function);
 806         ir_ioapic[free].iommu = iommu;
 807         ir_ioapic[free].id    = scope->enumeration_id;
 808         pr_info("IOAPIC id %d under DRHD base  0x%Lx IOMMU %d\n",
 809                 scope->enumeration_id, drhd->address, iommu->seq_id);
 810
 811         return 0;
 812 }
 813
 814 static int ir_parse_ioapic_hpet_scope(struct acpi_dmar_header *header,
 815                                       struct intel_iommu *iommu)
 816 {
 817         int ret = 0;
 818         struct acpi_dmar_hardware_unit *drhd;
 819         struct acpi_dmar_device_scope *scope;
 820         void *start, *end;
 821
 822         drhd = (struct acpi_dmar_hardware_unit *)header;
 823         start = (void *)(drhd + 1);
 824         end = ((void *)drhd) + header->length;
 825
 826         while (start < end && ret == 0) {
 827                 scope = start;
 828                 if (scope->entry_type == ACPI_DMAR_SCOPE_TYPE_IOAPIC)
 829                         ret = ir_parse_one_ioapic_scope(scope, iommu, drhd);
 830                 else if (scope->entry_type == ACPI_DMAR_SCOPE_TYPE_HPET)
 831                         ret = ir_parse_one_hpet_scope(scope, iommu, drhd);
 832                 start += scope->length;
 833         }
 834
 835         return ret;
 836 }
 837
 838 static void ir_remove_ioapic_hpet_scope(struct intel_iommu *iommu)
 839 {
 840         int i;
 841
 842         for (i = 0; i < MAX_HPET_TBS; i++)
 843                 if (ir_hpet[i].iommu == iommu)
 844                         ir_hpet[i].iommu = NULL;
 845
 846         for (i = 0; i < MAX_IO_APICS; i++)
 847                 if (ir_ioapic[i].iommu == iommu)
 848                         ir_ioapic[i].iommu = NULL;
 849 }
 850
 851 /*
 852  * Finds the assocaition between IOAPIC's and its Interrupt-remapping
 853  * hardware unit.
 854  */
 855 static int __init parse_ioapics_under_ir(void)
 856 {
 857         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 858         struct intel_iommu *iommu;
 859         bool ir_supported = false;
 860         int ioapic_idx;
 861
 862         for_each_iommu(iommu, drhd)
 863                 if (ecap_ir_support(iommu->ecap)) {
 864                         if (ir_parse_ioapic_hpet_scope(drhd->hdr, iommu))
 865                                 return -1;
 866
 867                         ir_supported = true;
 868                 }
 869
 870         if (!ir_supported)
 871                 return 0;
 872
 873         for (ioapic_idx = 0; ioapic_idx < nr_ioapics; ioapic_idx++) {
 874                 int ioapic_id = mpc_ioapic_id(ioapic_idx);
 875                 if (!map_ioapic_to_ir(ioapic_id)) {
 876                         pr_err(FW_BUG "ioapic %d has no mapping iommu, "
 877                                "interrupt remapping will be disabled\n",
 878                                ioapic_id);
 879                         return -1;
 880                 }
 881         }
 882
 883         return 1;
 884 }
 885
 886 static int __init ir_dev_scope_init(void)
 887 {
 888         int ret;
 889
 890         if (!irq_remapping_enabled)
 891                 return 0;
 892
 893         down_write(&dmar_global_lock);
 894         ret = dmar_dev_scope_init();
 895         up_write(&dmar_global_lock);
 896
 897         return ret;
 898 }
 899 rootfs_initcall(ir_dev_scope_init);
 900
 901 static void disable_irq_remapping(void)
 902 {
 903         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 904         struct intel_iommu *iommu = NULL;
 905
 906         /*
 907          * Disable Interrupt-remapping for all the DRHD's now.
 908          */
 909         for_each_iommu(iommu, drhd) {
 910                 if (!ecap_ir_support(iommu->ecap))
 911                         continue;
 912
 913                 iommu_disable_irq_remapping(iommu);
 914         }
 915 }
 916
 917 static int reenable_irq_remapping(int eim)
 918 {
 919         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 920         bool setup = false;
 921         struct intel_iommu *iommu = NULL;
 922
 923         for_each_iommu(iommu, drhd)
 924                 if (iommu->qi)
 925                         dmar_reenable_qi(iommu);
 926
 927         /*
 928          * Setup Interrupt-remapping for all the DRHD's now.
 929          */
 930         for_each_iommu(iommu, drhd) {
 931                 if (!ecap_ir_support(iommu->ecap))
 932                         continue;
 933
 934                 /* Set up interrupt remapping for iommu.*/
 935                 iommu_set_irq_remapping(iommu, eim);
 936                 setup = true;
 937         }
 938
 939         if (!setup)
 940                 goto error;
 941
 942         return 0;
 943
 944 error:
 945         /*
 946          * handle error condition gracefully here!
 947          */
 948         return -1;
 949 }
 950
 951 static void prepare_irte(struct irte *irte, int vector,
 952                          unsigned int dest)
 953 {
 954         memset(irte, 0, sizeof(*irte));
 955
 956         irte->present = 1;
 957         irte->dst_mode = apic->irq_dest_mode;
 958         /*
 959          * Trigger mode in the IRTE will always be edge, and for IO-APIC, the
 960          * actual level or edge trigger will be setup in the IO-APIC
 961          * RTE. This will help simplify level triggered irq migration.
 962          * For more details, see the comments (in io_apic.c) explainig IO-APIC
 963          * irq migration in the presence of interrupt-remapping.
 964         */
 965         irte->trigger_mode = 0;
 966         irte->dlvry_mode = apic->irq_delivery_mode;
 967         irte->vector = vector;
 968         irte->dest_id = IRTE_DEST(dest);
 969         irte->redir_hint = 1;
 970 }
 971
 972 static int intel_setup_ioapic_entry(int irq,
 973                                     struct IO_APIC_route_entry *route_entry,
 974                                     unsigned int destination, int vector,
 975                                     struct io_apic_irq_attr *attr)
 976 {
 977         int ioapic_id = mpc_ioapic_id(attr->ioapic);
 978         struct intel_iommu *iommu;
 979         struct IR_IO_APIC_route_entry *entry;
 980         struct irte irte;
 981         int index;
 982
 983         down_read(&dmar_global_lock);
 984         iommu = map_ioapic_to_ir(ioapic_id);
 985         if (!iommu) {
 986                 pr_warn("No mapping iommu for ioapic %d\n", ioapic_id);
 987                 index = -ENODEV;
 988         } else {
 989                 index = alloc_irte(iommu, irq, 1);
 990                 if (index < 0) {
 991                         pr_warn("Failed to allocate IRTE for ioapic %d\n",
 992                                 ioapic_id);
 993                         index = -ENOMEM;
 994                 }
 995         }
 996         up_read(&dmar_global_lock);
 997         if (index < 0)
 998                 return index;
 999
1000         prepare_irte(&irte, vector, destination);
1001
1002         /* Set source-id of interrupt request */
1003         set_ioapic_sid(&irte, ioapic_id);
1004
1005         modify_irte(irq, &irte);
1006
1007         apic_printk(APIC_VERBOSE, KERN_DEBUG "IOAPIC[%d]: "
1008                 "Set IRTE entry (P:%d FPD:%d Dst_Mode:%d "
1009                 "Redir_hint:%d Trig_Mode:%d Dlvry_Mode:%X "
1010                 "Avail:%X Vector:%02X Dest:%08X "
1011                 "SID:%04X SQ:%X SVT:%X)\n",
1012                 attr->ioapic, irte.present, irte.fpd, irte.dst_mode,
1013                 irte.redir_hint, irte.trigger_mode, irte.dlvry_mode,
1014                 irte.avail, irte.vector, irte.dest_id,
1015                 irte.sid, irte.sq, irte.svt);
1016
1017         entry = (struct IR_IO_APIC_route_entry *)route_entry;
1018         memset(entry, 0, sizeof(*entry));
1019
1020         entry->index2   = (index >> 15) & 0x1;
1021         entry->zero     = 0;
1022         entry->format   = 1;
1023         entry->index    = (index & 0x7fff);
1024         /*
1025          * IO-APIC RTE will be configured with virtual vector.
1026          * irq handler will do the explicit EOI to the io-apic.
1027          */
1028         entry->vector   = attr->ioapic_pin;
1029         entry->mask     = 0;                    /* enable IRQ */
1030         entry->trigger  = attr->trigger;
1031         entry->polarity = attr->polarity;
1032
1033         /* Mask level triggered irqs.
1034          * Use IRQ_DELAYED_DISABLE for edge triggered irqs.
1035          */
1036         if (attr->trigger)
1037                 entry->mask = 1;
1038
1039         return 0;
1040 }
1041
1042 /*
1043  * Migrate the IO-APIC irq in the presence of intr-remapping.
1044  *
1045  * For both level and edge triggered, irq migration is a simple atomic
1046  * update(of vector and cpu destination) of IRTE and flush the hardware cache.
1047  *
1048  * For level triggered, we eliminate the io-apic RTE modification (with the
1049  * updated vector information), by using a virtual vector (io-apic pin number).
1050  * Real vector that is used for interrupting cpu will be coming from
1051  * the interrupt-remapping table entry.
1052  *
1053  * As the migration is a simple atomic update of IRTE, the same mechanism
1054  * is used to migrate MSI irq's in the presence of interrupt-remapping.
1055  */
1056 static int
1057 intel_ioapic_set_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *mask,
1058                           bool force)
1059 {
1060         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
1061         unsigned int dest, irq = data->irq;
1062         struct irte irte;
1063         int err;
1064
1065         if (!config_enabled(CONFIG_SMP))
1066                 return -EINVAL;
1067
1068         if (!cpumask_intersects(mask, cpu_online_mask))
1069                 return -EINVAL;
1070
1071         if (get_irte(irq, &irte))
1072                 return -EBUSY;
1073
1074         err = assign_irq_vector(irq, cfg, mask);
1075         if (err)
1076                 return err;
1077
1078         err = apic->cpu_mask_to_apicid_and(cfg->domain, mask, &dest);
1079         if (err) {
1080                 if (assign_irq_vector(irq, cfg, data->affinity))
1081                         pr_err("Failed to recover vector for irq %d\n", irq);
1082                 return err;
1083         }
1084
1085         irte.vector = cfg->vector;
1086         irte.dest_id = IRTE_DEST(dest);
1087
1088         /*
1089          * Atomically updates the IRTE with the new destination, vector
1090          * and flushes the interrupt entry cache.
1091          */
1092         modify_irte(irq, &irte);
1093
1094         /*
1095          * After this point, all the interrupts will start arriving
1096          * at the new destination. So, time to cleanup the previous
1097          * vector allocation.
1098          */
1099         if (cfg->move_in_progress)
1100                 send_cleanup_vector(cfg);
1101
1102         cpumask_copy(data->affinity, mask);
1103         return 0;
1104 }
1105
1106 static void intel_compose_msi_msg(struct pci_dev *pdev,
1107                                   unsigned int irq, unsigned int dest,
1108                                   struct msi_msg *msg, u8 hpet_id)
1109 {
1110         struct irq_cfg *cfg;
1111         struct irte irte;
1112         u16 sub_handle = 0;
1113         int ir_index;
1114
1115         cfg = irq_cfg(irq);
1116
1117         ir_index = map_irq_to_irte_handle(irq, &sub_handle);
1118         BUG_ON(ir_index == -1);
1119
1120         prepare_irte(&irte, cfg->vector, dest);
1121
1122         /* Set source-id of interrupt request */
1123         if (pdev)
1124                 set_msi_sid(&irte, pdev);
1125         else
1126                 set_hpet_sid(&irte, hpet_id);
1127
1128         modify_irte(irq, &irte);
1129
1130         msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI;
1131         msg->data = sub_handle;
1132         msg->address_lo = MSI_ADDR_BASE_LO | MSI_ADDR_IR_EXT_INT |
1133                           MSI_ADDR_IR_SHV |
1134                           MSI_ADDR_IR_INDEX1(ir_index) |
1135                           MSI_ADDR_IR_INDEX2(ir_index);
1136 }
1137
1138 /*
1139  * Map the PCI dev to the corresponding remapping hardware unit
1140  * and allocate 'nvec' consecutive interrupt-remapping table entries
1141  * in it.
1142  */
1143 static int intel_msi_alloc_irq(struct pci_dev *dev, int irq, int nvec)
1144 {
1145         struct intel_iommu *iommu;
1146         int index;
1147
1148         down_read(&dmar_global_lock);
1149         iommu = map_dev_to_ir(dev);
1150         if (!iommu) {
1151                 printk(KERN_ERR
1152                        "Unable to map PCI %s to iommu\n", pci_name(dev));
1153                 index = -ENOENT;
1154         } else {
1155                 index = alloc_irte(iommu, irq, nvec);
1156                 if (index < 0) {
1157                         printk(KERN_ERR
1158                                "Unable to allocate %d IRTE for PCI %s\n",
1159                                nvec, pci_name(dev));
1160                         index = -ENOSPC;
1161                 }
1162         }
1163         up_read(&dmar_global_lock);
1164
1165         return index;
1166 }
1167
1168 static int intel_msi_setup_irq(struct pci_dev *pdev, unsigned int irq,
1169                                int index, int sub_handle)
1170 {
1171         struct intel_iommu *iommu;
1172         int ret = -ENOENT;
1173
1174         down_read(&dmar_global_lock);
1175         iommu = map_dev_to_ir(pdev);
1176         if (iommu) {
1177                 /*
1178                  * setup the mapping between the irq and the IRTE
1179                  * base index, the sub_handle pointing to the
1180                  * appropriate interrupt remap table entry.
1181                  */
1182                 set_irte_irq(irq, iommu, index, sub_handle);
1183                 ret = 0;
1184         }
1185         up_read(&dmar_global_lock);
1186
1187         return ret;
1188 }
1189
1190 static int intel_alloc_hpet_msi(unsigned int irq, unsigned int id)
1191 {
1192         int ret = -1;
1193         struct intel_iommu *iommu;
1194         int index;
1195
1196         down_read(&dmar_global_lock);
1197         iommu = map_hpet_to_ir(id);
1198         if (iommu) {
1199                 index = alloc_irte(iommu, irq, 1);
1200                 if (index >= 0)
1201                         ret = 0;
1202         }
1203         up_read(&dmar_global_lock);
1204
1205         return ret;
1206 }
1207
1208 struct irq_remap_ops intel_irq_remap_ops = {
1209         .prepare                = intel_prepare_irq_remapping,
1210         .enable                 = intel_enable_irq_remapping,
1211         .disable                = disable_irq_remapping,
1212         .reenable               = reenable_irq_remapping,
1213         .enable_faulting        = enable_drhd_fault_handling,
1214         .setup_ioapic_entry     = intel_setup_ioapic_entry,
1215         .set_affinity           = intel_ioapic_set_affinity,
1216         .free_irq               = free_irte,
1217         .compose_msi_msg        = intel_compose_msi_msg,
1218         .msi_alloc_irq          = intel_msi_alloc_irq,
1219         .msi_setup_irq          = intel_msi_setup_irq,
1220         .alloc_hpet_msi         = intel_alloc_hpet_msi,
1221 };
1222
1223 /*
1224  * Support of Interrupt Remapping Unit Hotplug
1225  */
1226 static int dmar_ir_add(struct dmar_drhd_unit *dmaru, struct intel_iommu *iommu)
1227 {
1228         int ret;
1229         int eim = x2apic_enabled();
1230
1231         if (eim && !ecap_eim_support(iommu->ecap)) {
1232                 pr_info("DRHD %Lx: EIM not supported by DRHD, ecap %Lx\n",
1233                         iommu->reg_phys, iommu->ecap);
1234                 return -ENODEV;
1235         }
1236
1237         if (ir_parse_ioapic_hpet_scope(dmaru->hdr, iommu)) {
1238                 pr_warn("DRHD %Lx: failed to parse managed IOAPIC/HPET\n",
1239                         iommu->reg_phys);
1240                 return -ENODEV;
1241         }
1242
1243         /* TODO: check all IOAPICs are covered by IOMMU */
1244
1245         /* Setup Interrupt-remapping now. */
1246         ret = intel_setup_irq_remapping(iommu);
1247         if (ret) {
1248                 pr_err("DRHD %Lx: failed to allocate resource\n",
1249                        iommu->reg_phys);
1250                 ir_remove_ioapic_hpet_scope(iommu);
1251                 return ret;
1252         }
1253
1254         if (!iommu->qi) {
1255                 /* Clear previous faults. */
1256                 dmar_fault(-1, iommu);
1257                 iommu_disable_irq_remapping(iommu);
1258                 dmar_disable_qi(iommu);
1259         }
1260
1261         /* Enable queued invalidation */
1262         ret = dmar_enable_qi(iommu);
1263         if (!ret) {
1264                 iommu_set_irq_remapping(iommu, eim);
1265         } else {
1266                 pr_err("DRHD %Lx: failed to enable queued invalidation, ecap %Lx, ret %d\n",
1267                        iommu->reg_phys, iommu->ecap, ret);
1268                 intel_teardown_irq_remapping(iommu);
1269                 ir_remove_ioapic_hpet_scope(iommu);
1270         }
1271
1272         return ret;
1273 }
1274
1275 int dmar_ir_hotplug(struct dmar_drhd_unit *dmaru, bool insert)
1276 {
1277         int ret = 0;
1278         struct intel_iommu *iommu = dmaru->iommu;
1279
1280         if (!irq_remapping_enabled)
1281                 return 0;
1282         if (iommu == NULL)
1283                 return -EINVAL;
1284         if (!ecap_ir_support(iommu->ecap))
1285                 return 0;
1286
1287         if (insert) {
1288                 if (!iommu->ir_table)
1289                         ret = dmar_ir_add(dmaru, iommu);
1290         } else {
1291                 if (iommu->ir_table) {
1292                         if (!bitmap_empty(iommu->ir_table->bitmap,
1293                                           INTR_REMAP_TABLE_ENTRIES)) {
1294                                 ret = -EBUSY;
1295                         } else {
1296                                 iommu_disable_irq_remapping(iommu);
1297                                 intel_teardown_irq_remapping(iommu);
1298                                 ir_remove_ioapic_hpet_scope(iommu);
1299                         }
1300                 }
1301         }
1302
1303         return ret;
1304 }