drivers/iommu/amd_iommu_init.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
   3  * Author: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
   4  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
   8  * by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  18  */
  19
  20 #include <linux/pci.h>
  21 #include <linux/acpi.h>
  22 #include <linux/list.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/syscore_ops.h>
  25 #include <linux/interrupt.h>
  26 #include <linux/msi.h>
  27 #include <linux/amd-iommu.h>
  28 #include <linux/export.h>
  29 #include <linux/iommu.h>
  30 #include <asm/pci-direct.h>
  31 #include <asm/iommu.h>
  32 #include <asm/gart.h>
  33 #include <asm/x86_init.h>
  34 #include <asm/iommu_table.h>
  35 #include <asm/io_apic.h>
  36 #include <asm/irq_remapping.h>
  37
  38 #include "amd_iommu_proto.h"
  39 #include "amd_iommu_types.h"
  40 #include "irq_remapping.h"
  41
  42 /*
  43  * definitions for the ACPI scanning code
  44  */
  45 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
  46
  47 #define ACPI_IVHD_TYPE                  0x10
  48 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
  49 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
  50 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
  51
  52 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
  53 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
  54 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
  55 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
  56 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
  57 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
  58 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
  59 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
  60 #define IVHD_DEV_SPECIAL                0x48
  61
  62 #define IVHD_SPECIAL_IOAPIC             1
  63 #define IVHD_SPECIAL_HPET               2
  64
  65 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
  66 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
  67 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
  68 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
  69
  70 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
  71 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
  72
  73 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
  74 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
  75 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
  76 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
  77 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
  78 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
  79 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
  80 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
  81
  82 /*
  83  * ACPI table definitions
  84  *
  85  * These data structures are laid over the table to parse the important values
  86  * out of it.
  87  */
  88
  89 /*
  90  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
  91  * or more ivhd_entrys.
  92  */
  93 struct ivhd_header {
  94         u8 type;
  95         u8 flags;
  96         u16 length;
  97         u16 devid;
  98         u16 cap_ptr;
  99         u64 mmio_phys;
 100         u16 pci_seg;
 101         u16 info;
 102         u32 efr;
 103 } __attribute__((packed));
 104
 105 /*
 106  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
 107  * which requestor ids they use.
 108  */
 109 struct ivhd_entry {
 110         u8 type;
 111         u16 devid;
 112         u8 flags;
 113         u32 ext;
 114 } __attribute__((packed));
 115
 116 /*
 117  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
 118  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
 119  */
 120 struct ivmd_header {
 121         u8 type;
 122         u8 flags;
 123         u16 length;
 124         u16 devid;
 125         u16 aux;
 126         u64 resv;
 127         u64 range_start;
 128         u64 range_length;
 129 } __attribute__((packed));
 130
 131 bool amd_iommu_dump;
 132 bool amd_iommu_irq_remap __read_mostly;
 133
 134 static bool amd_iommu_detected;
 135 static bool __initdata amd_iommu_disabled;
 136
 137 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
 138                                            to handle */
 139 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
 140                                            we find in ACPI */
 141 u32 amd_iommu_unmap_flush;              /* if true, flush on every unmap */
 142
 143 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
 144                                            system */
 145
 146 /* Array to assign indices to IOMMUs*/
 147 struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
 148 int amd_iommus_present;
 149
 150 /* IOMMUs have a non-present cache? */
 151 bool amd_iommu_np_cache __read_mostly;
 152 bool amd_iommu_iotlb_sup __read_mostly = true;
 153
 154 u32 amd_iommu_max_pasid __read_mostly = ~0;
 155
 156 bool amd_iommu_v2_present __read_mostly;
 157 static bool amd_iommu_pc_present __read_mostly;
 158
 159 bool amd_iommu_force_isolation __read_mostly;
 160
 161 /*
 162  * List of protection domains - used during resume
 163  */
 164 LIST_HEAD(amd_iommu_pd_list);
 165 spinlock_t amd_iommu_pd_lock;
 166
 167 /*
 168  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
 169  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
 170  * information about the domain the device belongs to as well as the
 171  * page table root pointer.
 172  */
 173 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
 174
 175 /*
 176  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
 177  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
 178  * More than one device can share the same requestor id.
 179  */
 180 u16 *amd_iommu_alias_table;
 181
 182 /*
 183  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
 184  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
 185  */
 186 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
 187
 188 /*
 189  * This table is used to find the irq remapping table for a given device id
 190  * quickly.
 191  */
 192 struct irq_remap_table **irq_lookup_table;
 193
 194 /*
 195  * AMD IOMMU allows up to 2^16 different protection domains. This is a bitmap
 196  * to know which ones are already in use.
 197  */
 198 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
 199
 200 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
 201 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
 202 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
 203
 204 enum iommu_init_state {
 205         IOMMU_START_STATE,
 206         IOMMU_IVRS_DETECTED,
 207         IOMMU_ACPI_FINISHED,
 208         IOMMU_ENABLED,
 209         IOMMU_PCI_INIT,
 210         IOMMU_INTERRUPTS_EN,
 211         IOMMU_DMA_OPS,
 212         IOMMU_INITIALIZED,
 213         IOMMU_NOT_FOUND,
 214         IOMMU_INIT_ERROR,
 215 };
 216
 217 /* Early ioapic and hpet maps from kernel command line */
 218 #define EARLY_MAP_SIZE          4
 219 static struct devid_map __initdata early_ioapic_map[EARLY_MAP_SIZE];
 220 static struct devid_map __initdata early_hpet_map[EARLY_MAP_SIZE];
 221 static int __initdata early_ioapic_map_size;
 222 static int __initdata early_hpet_map_size;
 223 static bool __initdata cmdline_maps;
 224
 225 static enum iommu_init_state init_state = IOMMU_START_STATE;
 226
 227 static int amd_iommu_enable_interrupts(void);
 228 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state);
 229 static void init_device_table_dma(void);
 230
 231 static inline void update_last_devid(u16 devid)
 232 {
 233         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 234                 amd_iommu_last_bdf = devid;
 235 }
 236
 237 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
 238 {
 239         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
 240                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
 241
 242         return 1UL << shift;
 243 }
 244
 245 /* Access to l1 and l2 indexed register spaces */
 246
 247 static u32 iommu_read_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address)
 248 {
 249         u32 val;
 250
 251         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 252         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xfc, &val);
 253         return val;
 254 }
 255
 256 static void iommu_write_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address, u32 val)
 257 {
 258         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16 | 1 << 31));
 259         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xfc, val);
 260         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
 261 }
 262
 263 static u32 iommu_read_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address)
 264 {
 265         u32 val;
 266
 267         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, address);
 268         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &val);
 269         return val;
 270 }
 271
 272 static void iommu_write_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address, u32 val)
 273 {
 274         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, (address | 1 << 8));
 275         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, val);
 276 }
 277
 278 /****************************************************************************
 279  *
 280  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
 281  *
 282  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
 283  * MMIO space required for that driver.
 284  *
 285  ****************************************************************************/
 286
 287 /*
 288  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
 289  * exclusion range are passed through untranslated
 290  */
 291 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
 292 {
 293         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
 294         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length) & PAGE_MASK;
 295         u64 entry;
 296
 297         if (!iommu->exclusion_start)
 298                 return;
 299
 300         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
 301         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
 302                         &entry, sizeof(entry));
 303
 304         entry = limit;
 305         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
 306                         &entry, sizeof(entry));
 307 }
 308
 309 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
 310 static void iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
 311 {
 312         u64 entry;
 313
 314         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
 315
 316         entry = virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
 317         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
 318         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
 319                         &entry, sizeof(entry));
 320 }
 321
 322 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
 323 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 324 {
 325         u32 ctrl;
 326
 327         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 328         ctrl |= (1 << bit);
 329         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 330 }
 331
 332 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
 333 {
 334         u32 ctrl;
 335
 336         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 337         ctrl &= ~(1 << bit);
 338         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 339 }
 340
 341 static void iommu_set_inv_tlb_timeout(struct amd_iommu *iommu, int timeout)
 342 {
 343         u32 ctrl;
 344
 345         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 346         ctrl &= ~CTRL_INV_TO_MASK;
 347         ctrl |= (timeout << CONTROL_INV_TIMEOUT) & CTRL_INV_TO_MASK;
 348         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
 349 }
 350
 351 /* Function to enable the hardware */
 352 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
 353 {
 354         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 355 }
 356
 357 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
 358 {
 359         /* Disable command buffer */
 360         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 361
 362         /* Disable event logging and event interrupts */
 363         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
 364         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 365
 366         /* Disable IOMMU hardware itself */
 367         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
 368 }
 369
 370 /*
 371  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
 372  * the system has one.
 373  */
 374 static u8 __iomem * __init iommu_map_mmio_space(u64 address, u64 end)
 375 {
 376         if (!request_mem_region(address, end, "amd_iommu")) {
 377                 pr_err("AMD-Vi: Can not reserve memory region %llx-%llx for mmio\n",
 378                         address, end);
 379                 pr_err("AMD-Vi: This is a BIOS bug. Please contact your hardware vendor\n");
 380                 return NULL;
 381         }
 382
 383         return (u8 __iomem *)ioremap_nocache(address, end);
 384 }
 385
 386 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
 387 {
 388         if (iommu->mmio_base)
 389                 iounmap(iommu->mmio_base);
 390         release_mem_region(iommu->mmio_phys, iommu->mmio_phys_end);
 391 }
 392
 393 /****************************************************************************
 394  *
 395  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
 396  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
 397  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
 398  * structures is determined later.
 399  *
 400  ****************************************************************************/
 401
 402 /*
 403  * This function calculates the length of a given IVHD entry
 404  */
 405 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
 406 {
 407         return 0x04 << (*ivhd >> 6);
 408 }
 409
 410 /*
 411  * This function reads the last device id the IOMMU has to handle from the PCI
 412  * capability header for this IOMMU
 413  */
 414 static int __init find_last_devid_on_pci(int bus, int dev, int fn, int cap_ptr)
 415 {
 416         u32 cap;
 417
 418         cap = read_pci_config(bus, dev, fn, cap_ptr+MMIO_RANGE_OFFSET);
 419         update_last_devid(PCI_DEVID(MMIO_GET_BUS(cap), MMIO_GET_LD(cap)));
 420
 421         return 0;
 422 }
 423
 424 /*
 425  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
 426  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
 427  */
 428 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
 429 {
 430         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
 431         struct ivhd_entry *dev;
 432
 433         p += sizeof(*h);
 434         end += h->length;
 435
 436         find_last_devid_on_pci(PCI_BUS_NUM(h->devid),
 437                         PCI_SLOT(h->devid),
 438                         PCI_FUNC(h->devid),
 439                         h->cap_ptr);
 440
 441         while (p < end) {
 442                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
 443                 switch (dev->type) {
 444                 case IVHD_DEV_SELECT:
 445                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 446                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 447                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 448                         /* all the above subfield types refer to device ids */
 449                         update_last_devid(dev->devid);
 450                         break;
 451                 default:
 452                         break;
 453                 }
 454                 p += ivhd_entry_length(p);
 455         }
 456
 457         WARN_ON(p != end);
 458
 459         return 0;
 460 }
 461
 462 /*
 463  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
 464  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
 465  * the ACPI table. So we check the checksum here.
 466  */
 467 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
 468 {
 469         int i;
 470         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
 471         struct ivhd_header *h;
 472
 473         /*
 474          * Validate checksum here so we don't need to do it when
 475          * we actually parse the table
 476          */
 477         for (i = 0; i < table->length; ++i)
 478                 checksum += p[i];
 479         if (checksum != 0)
 480                 /* ACPI table corrupt */
 481                 return -ENODEV;
 482
 483         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
 484
 485         end += table->length;
 486         while (p < end) {
 487                 h = (struct ivhd_header *)p;
 488                 switch (h->type) {
 489                 case ACPI_IVHD_TYPE:
 490                         find_last_devid_from_ivhd(h);
 491                         break;
 492                 default:
 493                         break;
 494                 }
 495                 p += h->length;
 496         }
 497         WARN_ON(p != end);
 498
 499         return 0;
 500 }
 501
 502 /****************************************************************************
 503  *
 504  * The following functions belong to the code path which parses the ACPI table
 505  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
 506  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
 507  * basically initialize the hardware.
 508  *
 509  ****************************************************************************/
 510
 511 /*
 512  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
 513  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
 514  * asynchronously
 515  */
 516 static u8 * __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 517 {
 518         u8 *cmd_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 519                         get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
 520
 521         if (cmd_buf == NULL)
 522                 return NULL;
 523
 524         iommu->cmd_buf_size = CMD_BUFFER_SIZE | CMD_BUFFER_UNINITIALIZED;
 525
 526         return cmd_buf;
 527 }
 528
 529 /*
 530  * This function resets the command buffer if the IOMMU stopped fetching
 531  * commands from it.
 532  */
 533 void amd_iommu_reset_cmd_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 534 {
 535         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 536
 537         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
 538         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 539
 540         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
 541 }
 542
 543 /*
 544  * This function writes the command buffer address to the hardware and
 545  * enables it.
 546  */
 547 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 548 {
 549         u64 entry;
 550
 551         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
 552
 553         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
 554         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
 555
 556         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
 557                     &entry, sizeof(entry));
 558
 559         amd_iommu_reset_cmd_buffer(iommu);
 560         iommu->cmd_buf_size &= ~(CMD_BUFFER_UNINITIALIZED);
 561 }
 562
 563 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 564 {
 565         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf,
 566                    get_order(iommu->cmd_buf_size & ~(CMD_BUFFER_UNINITIALIZED)));
 567 }
 568
 569 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 570 static u8 * __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 571 {
 572         iommu->evt_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 573                                                 get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 574
 575         if (iommu->evt_buf == NULL)
 576                 return NULL;
 577
 578         iommu->evt_buf_size = EVT_BUFFER_SIZE;
 579
 580         return iommu->evt_buf;
 581 }
 582
 583 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 584 {
 585         u64 entry;
 586
 587         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
 588
 589         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
 590
 591         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
 592                     &entry, sizeof(entry));
 593
 594         /* set head and tail to zero manually */
 595         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 596         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 597
 598         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
 599 }
 600
 601 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
 602 {
 603         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
 604 }
 605
 606 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
 607 static u8 * __init alloc_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 608 {
 609         iommu->ppr_log = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
 610                                                 get_order(PPR_LOG_SIZE));
 611
 612         if (iommu->ppr_log == NULL)
 613                 return NULL;
 614
 615         return iommu->ppr_log;
 616 }
 617
 618 static void iommu_enable_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 619 {
 620         u64 entry;
 621
 622         if (iommu->ppr_log == NULL)
 623                 return;
 624
 625         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->ppr_log) | PPR_LOG_SIZE_512;
 626
 627         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_LOG_OFFSET,
 628                     &entry, sizeof(entry));
 629
 630         /* set head and tail to zero manually */
 631         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 632         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 633
 634         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFLOG_EN);
 635         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPR_EN);
 636 }
 637
 638 static void __init free_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 639 {
 640         if (iommu->ppr_log == NULL)
 641                 return;
 642
 643         free_pages((unsigned long)iommu->ppr_log, get_order(PPR_LOG_SIZE));
 644 }
 645
 646 static void iommu_enable_gt(struct amd_iommu *iommu)
 647 {
 648         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_GT))
 649                 return;
 650
 651         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GT_EN);
 652 }
 653
 654 /* sets a specific bit in the device table entry. */
 655 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 656 {
 657         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 658         int _bit = bit & 0x3f;
 659
 660         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1UL << _bit);
 661 }
 662
 663 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
 664 {
 665         int i = (bit >> 6) & 0x03;
 666         int _bit = bit & 0x3f;
 667
 668         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1UL << _bit)) >> _bit;
 669 }
 670
 671
 672 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
 673 {
 674         int sysmgt;
 675
 676         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
 677                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
 678
 679         if (sysmgt == 0x01)
 680                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
 681 }
 682
 683 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
 684 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
 685 {
 686         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
 687 }
 688
 689 /*
 690  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
 691  * table and sets up the device table entry with that information
 692  */
 693 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 694                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
 695 {
 696         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
 697                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
 698         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
 699                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
 700         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
 701                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
 702         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
 703                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
 704         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
 705                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
 706         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
 707                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
 708         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
 709                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
 710
 711         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
 712
 713         set_iommu_for_device(iommu, devid);
 714 }
 715
 716 static int __init add_special_device(u8 type, u8 id, u16 *devid, bool cmd_line)
 717 {
 718         struct devid_map *entry;
 719         struct list_head *list;
 720
 721         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 722                 list = &ioapic_map;
 723         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
 724                 list = &hpet_map;
 725         else
 726                 return -EINVAL;
 727
 728         list_for_each_entry(entry, list, list) {
 729                 if (!(entry->id == id && entry->cmd_line))
 730                         continue;
 731
 732                 pr_info("AMD-Vi: Command-line override present for %s id %d - ignoring\n",
 733                         type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC ? "IOAPIC" : "HPET", id);
 734
 735                 *devid = entry->devid;
 736
 737                 return 0;
 738         }
 739
 740         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
 741         if (!entry)
 742                 return -ENOMEM;
 743
 744         entry->id       = id;
 745         entry->devid    = *devid;
 746         entry->cmd_line = cmd_line;
 747
 748         list_add_tail(&entry->list, list);
 749
 750         return 0;
 751 }
 752
 753 static int __init add_early_maps(void)
 754 {
 755         int i, ret;
 756
 757         for (i = 0; i < early_ioapic_map_size; ++i) {
 758                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_IOAPIC,
 759                                          early_ioapic_map[i].id,
 760                                          &early_ioapic_map[i].devid,
 761                                          early_ioapic_map[i].cmd_line);
 762                 if (ret)
 763                         return ret;
 764         }
 765
 766         for (i = 0; i < early_hpet_map_size; ++i) {
 767                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_HPET,
 768                                          early_hpet_map[i].id,
 769                                          &early_hpet_map[i].devid,
 770                                          early_hpet_map[i].cmd_line);
 771                 if (ret)
 772                         return ret;
 773         }
 774
 775         return 0;
 776 }
 777
 778 /*
 779  * Reads the device exclusion range from ACPI and initializes the IOMMU with
 780  * it
 781  */
 782 static void __init set_device_exclusion_range(u16 devid, struct ivmd_header *m)
 783 {
 784         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
 785
 786         if (!(m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
 787                 return;
 788
 789         if (iommu) {
 790                 /*
 791                  * We only can configure exclusion ranges per IOMMU, not
 792                  * per device. But we can enable the exclusion range per
 793                  * device. This is done here
 794                  */
 795                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EX);
 796                 iommu->exclusion_start = m->range_start;
 797                 iommu->exclusion_length = m->range_length;
 798         }
 799 }
 800
 801 /*
 802  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
 803  * initializes the hardware and our data structures with it.
 804  */
 805 static int __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
 806                                         struct ivhd_header *h)
 807 {
 808         u8 *p = (u8 *)h;
 809         u8 *end = p, flags = 0;
 810         u16 devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
 811         u32 dev_i, ext_flags = 0;
 812         bool alias = false;
 813         struct ivhd_entry *e;
 814         int ret;
 815
 816
 817         ret = add_early_maps();
 818         if (ret)
 819                 return ret;
 820
 821         /*
 822          * First save the recommended feature enable bits from ACPI
 823          */
 824         iommu->acpi_flags = h->flags;
 825
 826         /*
 827          * Done. Now parse the device entries
 828          */
 829         p += sizeof(struct ivhd_header);
 830         end += h->length;
 831
 832
 833         while (p < end) {
 834                 e = (struct ivhd_entry *)p;
 835                 switch (e->type) {
 836                 case IVHD_DEV_ALL:
 837
 838                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\t first devid: %02x:%02x.%x"
 839                                     " last device %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
 840                                     PCI_BUS_NUM(iommu->first_device),
 841                                     PCI_SLOT(iommu->first_device),
 842                                     PCI_FUNC(iommu->first_device),
 843                                     PCI_BUS_NUM(iommu->last_device),
 844                                     PCI_SLOT(iommu->last_device),
 845                                     PCI_FUNC(iommu->last_device),
 846                                     e->flags);
 847
 848                         for (dev_i = iommu->first_device;
 849                                         dev_i <= iommu->last_device; ++dev_i)
 850                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
 851                                                         e->flags, 0);
 852                         break;
 853                 case IVHD_DEV_SELECT:
 854
 855                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 856                                     "flags: %02x\n",
 857                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 858                                     PCI_SLOT(e->devid),
 859                                     PCI_FUNC(e->devid),
 860                                     e->flags);
 861
 862                         devid = e->devid;
 863                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 864                         break;
 865                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
 866
 867                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
 868                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
 869                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 870                                     PCI_SLOT(e->devid),
 871                                     PCI_FUNC(e->devid),
 872                                     e->flags);
 873
 874                         devid_start = e->devid;
 875                         flags = e->flags;
 876                         ext_flags = 0;
 877                         alias = false;
 878                         break;
 879                 case IVHD_DEV_ALIAS:
 880
 881                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 882                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 883                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 884                                     PCI_SLOT(e->devid),
 885                                     PCI_FUNC(e->devid),
 886                                     e->flags,
 887                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
 888                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 889                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 890
 891                         devid = e->devid;
 892                         devid_to = e->ext >> 8;
 893                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
 894                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
 895                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
 896                         break;
 897                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
 898
 899                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
 900                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
 901                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
 902                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 903                                     PCI_SLOT(e->devid),
 904                                     PCI_FUNC(e->devid),
 905                                     e->flags,
 906                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
 907                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
 908                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
 909
 910                         devid_start = e->devid;
 911                         flags = e->flags;
 912                         devid_to = e->ext >> 8;
 913                         ext_flags = 0;
 914                         alias = true;
 915                         break;
 916                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
 917
 918                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
 919                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
 920                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 921                                     PCI_SLOT(e->devid),
 922                                     PCI_FUNC(e->devid),
 923                                     e->flags, e->ext);
 924
 925                         devid = e->devid;
 926                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
 927                                                 e->ext);
 928                         break;
 929                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
 930
 931                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
 932                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
 933                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 934                                     PCI_SLOT(e->devid),
 935                                     PCI_FUNC(e->devid),
 936                                     e->flags, e->ext);
 937
 938                         devid_start = e->devid;
 939                         flags = e->flags;
 940                         ext_flags = e->ext;
 941                         alias = false;
 942                         break;
 943                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
 944
 945                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
 946                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
 947                                     PCI_SLOT(e->devid),
 948                                     PCI_FUNC(e->devid));
 949
 950                         devid = e->devid;
 951                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
 952                                 if (alias) {
 953                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
 954                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
 955                                                 devid_to, flags, ext_flags);
 956                                 }
 957                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
 958                                                         flags, ext_flags);
 959                         }
 960                         break;
 961                 case IVHD_DEV_SPECIAL: {
 962                         u8 handle, type;
 963                         const char *var;
 964                         u16 devid;
 965                         int ret;
 966
 967                         handle = e->ext & 0xff;
 968                         devid  = (e->ext >>  8) & 0xffff;
 969                         type   = (e->ext >> 24) & 0xff;
 970
 971                         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
 972                                 var = "IOAPIC";
 973                         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
 974                                 var = "HPET";
 975                         else
 976                                 var = "UNKNOWN";
 977
 978                         DUMP_printk("  DEV_SPECIAL(%s[%d])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
 979                                     var, (int)handle,
 980                                     PCI_BUS_NUM(devid),
 981                                     PCI_SLOT(devid),
 982                                     PCI_FUNC(devid));
 983
 984                         ret = add_special_device(type, handle, &devid, false);
 985                         if (ret)
 986                                 return ret;
 987
 988                         /*
 989                          * add_special_device might update the devid in case a
 990                          * command-line override is present. So call
 991                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
 992                          */
 993                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
 994
 995                         break;
 996                 }
 997                 default:
 998                         break;
 999                 }
1000
1001                 p += ivhd_entry_length(p);
1002         }
1003
1004         return 0;
1005 }
1006
1007 /* Initializes the device->iommu mapping for the driver */
1008 static int __init init_iommu_devices(struct amd_iommu *iommu)
1009 {
1010         u32 i;
1011
1012         for (i = iommu->first_device; i <= iommu->last_device; ++i)
1013                 set_iommu_for_device(iommu, i);
1014
1015         return 0;
1016 }
1017
1018 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
1019 {
1020         free_command_buffer(iommu);
1021         free_event_buffer(iommu);
1022         free_ppr_log(iommu);
1023         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
1024 }
1025
1026 static void __init free_iommu_all(void)
1027 {
1028         struct amd_iommu *iommu, *next;
1029
1030         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
1031                 list_del(&iommu->list);
1032                 free_iommu_one(iommu);
1033                 kfree(iommu);
1034         }
1035 }
1036
1037 /*
1038  * Family15h Model 10h-1fh erratum 746 (IOMMU Logging May Stall Translations)
1039  * Workaround:
1040  *     BIOS should disable L2B micellaneous clock gating by setting
1041  *     L2_L2B_CK_GATE_CONTROL[CKGateL2BMiscDisable](D0F2xF4_x90[2]) = 1b
1042  */
1043 static void amd_iommu_erratum_746_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1044 {
1045         u32 value;
1046
1047         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1048             (boot_cpu_data.x86_model < 0x10) ||
1049             (boot_cpu_data.x86_model > 0x1f))
1050                 return;
1051
1052         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1053         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &value);
1054
1055         if (value & BIT(2))
1056                 return;
1057
1058         /* Select NB indirect register 0x90 and enable writing */
1059         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90 | (1 << 8));
1060
1061         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, value | 0x4);
1062         pr_info("AMD-Vi: Applying erratum 746 workaround for IOMMU at %s\n",
1063                 dev_name(&iommu->dev->dev));
1064
1065         /* Clear the enable writing bit */
1066         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1067 }
1068
1069 /*
1070  * This function clues the initialization function for one IOMMU
1071  * together and also allocates the command buffer and programs the
1072  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
1073  */
1074 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
1075 {
1076         int ret;
1077
1078         spin_lock_init(&iommu->lock);
1079
1080         /* Add IOMMU to internal data structures */
1081         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
1082         iommu->index             = amd_iommus_present++;
1083
1084         if (unlikely(iommu->index >= MAX_IOMMUS)) {
1085                 WARN(1, "AMD-Vi: System has more IOMMUs than supported by this driver\n");
1086                 return -ENOSYS;
1087         }
1088
1089         /* Index is fine - add IOMMU to the array */
1090         amd_iommus[iommu->index] = iommu;
1091
1092         /*
1093          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
1094          */
1095         iommu->devid   = h->devid;
1096         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
1097         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
1098         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
1099
1100         /* Check if IVHD EFR contains proper max banks/counters */
1101         if ((h->efr != 0) &&
1102             ((h->efr & (0xF << 13)) != 0) &&
1103             ((h->efr & (0x3F << 17)) != 0)) {
1104                 iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1105         } else {
1106                 iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1107         }
1108
1109         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(iommu->mmio_phys,
1110                                                 iommu->mmio_phys_end);
1111         if (!iommu->mmio_base)
1112                 return -ENOMEM;
1113
1114         iommu->cmd_buf = alloc_command_buffer(iommu);
1115         if (!iommu->cmd_buf)
1116                 return -ENOMEM;
1117
1118         iommu->evt_buf = alloc_event_buffer(iommu);
1119         if (!iommu->evt_buf)
1120                 return -ENOMEM;
1121
1122         iommu->int_enabled = false;
1123
1124         ret = init_iommu_from_acpi(iommu, h);
1125         if (ret)
1126                 return ret;
1127
1128         ret = amd_iommu_create_irq_domain(iommu);
1129         if (ret)
1130                 return ret;
1131
1132         /*
1133          * Make sure IOMMU is not considered to translate itself. The IVRS
1134          * table tells us so, but this is a lie!
1135          */
1136         amd_iommu_rlookup_table[iommu->devid] = NULL;
1137
1138         init_iommu_devices(iommu);
1139
1140         return 0;
1141 }
1142
1143 /*
1144  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
1145  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
1146  */
1147 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
1148 {
1149         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1150         struct ivhd_header *h;
1151         struct amd_iommu *iommu;
1152         int ret;
1153
1154         end += table->length;
1155         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1156
1157         while (p < end) {
1158                 h = (struct ivhd_header *)p;
1159                 switch (*p) {
1160                 case ACPI_IVHD_TYPE:
1161
1162                         DUMP_printk("device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
1163                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
1164                                     PCI_BUS_NUM(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
1165                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
1166                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
1167                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
1168                                     h->mmio_phys);
1169
1170                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
1171                         if (iommu == NULL)
1172                                 return -ENOMEM;
1173
1174                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
1175                         if (ret)
1176                                 return ret;
1177                         break;
1178                 default:
1179                         break;
1180                 }
1181                 p += h->length;
1182
1183         }
1184         WARN_ON(p != end);
1185
1186         return 0;
1187 }
1188
1189
1190 static void init_iommu_perf_ctr(struct amd_iommu *iommu)
1191 {
1192         u64 val = 0xabcd, val2 = 0;
1193
1194         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_PC))
1195                 return;
1196
1197         amd_iommu_pc_present = true;
1198
1199         /* Check if the performance counters can be written to */
1200         if ((0 != amd_iommu_pc_get_set_reg_val(0, 0, 0, 0, &val, true)) ||
1201             (0 != amd_iommu_pc_get_set_reg_val(0, 0, 0, 0, &val2, false)) ||
1202             (val != val2)) {
1203                 pr_err("AMD-Vi: Unable to write to IOMMU perf counter.\n");
1204                 amd_iommu_pc_present = false;
1205                 return;
1206         }
1207
1208         pr_info("AMD-Vi: IOMMU performance counters supported\n");
1209
1210         val = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CNTR_CONF_OFFSET);
1211         iommu->max_banks = (u8) ((val >> 12) & 0x3f);
1212         iommu->max_counters = (u8) ((val >> 7) & 0xf);
1213 }
1214
1215 static ssize_t amd_iommu_show_cap(struct device *dev,
1216                                   struct device_attribute *attr,
1217                                   char *buf)
1218 {
1219         struct amd_iommu *iommu = dev_get_drvdata(dev);
1220         return sprintf(buf, "%x\n", iommu->cap);
1221 }
1222 static DEVICE_ATTR(cap, S_IRUGO, amd_iommu_show_cap, NULL);
1223
1224 static ssize_t amd_iommu_show_features(struct device *dev,
1225                                        struct device_attribute *attr,
1226                                        char *buf)
1227 {
1228         struct amd_iommu *iommu = dev_get_drvdata(dev);
1229         return sprintf(buf, "%llx\n", iommu->features);
1230 }
1231 static DEVICE_ATTR(features, S_IRUGO, amd_iommu_show_features, NULL);
1232
1233 static struct attribute *amd_iommu_attrs[] = {
1234         &dev_attr_cap.attr,
1235         &dev_attr_features.attr,
1236         NULL,
1237 };
1238
1239 static struct attribute_group amd_iommu_group = {
1240         .name = "amd-iommu",
1241         .attrs = amd_iommu_attrs,
1242 };
1243
1244 static const struct attribute_group *amd_iommu_groups[] = {
1245         &amd_iommu_group,
1246         NULL,
1247 };
1248
1249 static int iommu_init_pci(struct amd_iommu *iommu)
1250 {
1251         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
1252         u32 range, misc, low, high;
1253
1254         iommu->dev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS_NUM(iommu->devid),
1255                                           iommu->devid & 0xff);
1256         if (!iommu->dev)
1257                 return -ENODEV;
1258
1259         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
1260                               &iommu->cap);
1261         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_RANGE_OFFSET,
1262                               &range);
1263         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_MISC_OFFSET,
1264                               &misc);
1265
1266         iommu->first_device = PCI_DEVID(MMIO_GET_BUS(range),
1267                                          MMIO_GET_FD(range));
1268         iommu->last_device = PCI_DEVID(MMIO_GET_BUS(range),
1269                                         MMIO_GET_LD(range));
1270
1271         if (!(iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_IOTLB)))
1272                 amd_iommu_iotlb_sup = false;
1273
1274         /* read extended feature bits */
1275         low  = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES);
1276         high = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES + 4);
1277
1278         iommu->features = ((u64)high << 32) | low;
1279
1280         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT)) {
1281                 int glxval;
1282                 u32 max_pasid;
1283                 u64 pasmax;
1284
1285                 pasmax = iommu->features & FEATURE_PASID_MASK;
1286                 pasmax >>= FEATURE_PASID_SHIFT;
1287                 max_pasid  = (1 << (pasmax + 1)) - 1;
1288
1289                 amd_iommu_max_pasid = min(amd_iommu_max_pasid, max_pasid);
1290
1291                 BUG_ON(amd_iommu_max_pasid & ~PASID_MASK);
1292
1293                 glxval   = iommu->features & FEATURE_GLXVAL_MASK;
1294                 glxval >>= FEATURE_GLXVAL_SHIFT;
1295
1296                 if (amd_iommu_max_glx_val == -1)
1297                         amd_iommu_max_glx_val = glxval;
1298                 else
1299                         amd_iommu_max_glx_val = min(amd_iommu_max_glx_val, glxval);
1300         }
1301
1302         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT) &&
1303             iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1304                 iommu->is_iommu_v2   = true;
1305                 amd_iommu_v2_present = true;
1306         }
1307
1308         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1309                 iommu->ppr_log = alloc_ppr_log(iommu);
1310                 if (!iommu->ppr_log)
1311                         return -ENOMEM;
1312         }
1313
1314         if (iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE))
1315                 amd_iommu_np_cache = true;
1316
1317         init_iommu_perf_ctr(iommu);
1318
1319         if (is_rd890_iommu(iommu->dev)) {
1320                 int i, j;
1321
1322                 iommu->root_pdev = pci_get_bus_and_slot(iommu->dev->bus->number,
1323                                 PCI_DEVFN(0, 0));
1324
1325                 /*
1326                  * Some rd890 systems may not be fully reconfigured by the
1327                  * BIOS, so it's necessary for us to store this information so
1328                  * it can be reprogrammed on resume
1329                  */
1330                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1331                                 &iommu->stored_addr_lo);
1332                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1333                                 &iommu->stored_addr_hi);
1334
1335                 /* Low bit locks writes to configuration space */
1336                 iommu->stored_addr_lo &= ~1;
1337
1338                 for (i = 0; i < 6; i++)
1339                         for (j = 0; j < 0x12; j++)
1340                                 iommu->stored_l1[i][j] = iommu_read_l1(iommu, i, j);
1341
1342                 for (i = 0; i < 0x83; i++)
1343                         iommu->stored_l2[i] = iommu_read_l2(iommu, i);
1344         }
1345
1346         amd_iommu_erratum_746_workaround(iommu);
1347
1348         iommu->iommu_dev = iommu_device_create(&iommu->dev->dev, iommu,
1349                                                amd_iommu_groups, "ivhd%d",
1350                                                iommu->index);
1351
1352         return pci_enable_device(iommu->dev);
1353 }
1354
1355 static void print_iommu_info(void)
1356 {
1357         static const char * const feat_str[] = {
1358                 "PreF", "PPR", "X2APIC", "NX", "GT", "[5]",
1359                 "IA", "GA", "HE", "PC"
1360         };
1361         struct amd_iommu *iommu;
1362
1363         for_each_iommu(iommu) {
1364                 int i;
1365
1366                 pr_info("AMD-Vi: Found IOMMU at %s cap 0x%hx\n",
1367                         dev_name(&iommu->dev->dev), iommu->cap_ptr);
1368
1369                 if (iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_EFR)) {
1370                         pr_info("AMD-Vi:  Extended features: ");
1371                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(feat_str); ++i) {
1372                                 if (iommu_feature(iommu, (1ULL << i)))
1373                                         pr_cont(" %s", feat_str[i]);
1374                         }
1375                         pr_cont("\n");
1376                 }
1377         }
1378         if (irq_remapping_enabled)
1379                 pr_info("AMD-Vi: Interrupt remapping enabled\n");
1380 }
1381
1382 static int __init amd_iommu_init_pci(void)
1383 {
1384         struct amd_iommu *iommu;
1385         int ret = 0;
1386
1387         for_each_iommu(iommu) {
1388                 ret = iommu_init_pci(iommu);
1389                 if (ret)
1390                         break;
1391         }
1392
1393         init_device_table_dma();
1394
1395         for_each_iommu(iommu)
1396                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1397
1398         ret = amd_iommu_init_api();
1399
1400         if (!ret)
1401                 print_iommu_info();
1402
1403         return ret;
1404 }
1405
1406 /****************************************************************************
1407  *
1408  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
1409  * in the system. It's a bit challenging because there could be multiple
1410  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
1411  * pci_dev.
1412  *
1413  ****************************************************************************/
1414
1415 static int iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
1416 {
1417         int r;
1418
1419         r = pci_enable_msi(iommu->dev);
1420         if (r)
1421                 return r;
1422
1423         r = request_threaded_irq(iommu->dev->irq,
1424                                  amd_iommu_int_handler,
1425                                  amd_iommu_int_thread,
1426                                  0, "AMD-Vi",
1427                                  iommu);
1428
1429         if (r) {
1430                 pci_disable_msi(iommu->dev);
1431                 return r;
1432         }
1433
1434         iommu->int_enabled = true;
1435
1436         return 0;
1437 }
1438
1439 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
1440 {
1441         int ret;
1442
1443         if (iommu->int_enabled)
1444                 goto enable_faults;
1445
1446         if (iommu->dev->msi_cap)
1447                 ret = iommu_setup_msi(iommu);
1448         else
1449                 ret = -ENODEV;
1450
1451         if (ret)
1452                 return ret;
1453
1454 enable_faults:
1455         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
1456
1457         if (iommu->ppr_log != NULL)
1458                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPFINT_EN);
1459
1460         return 0;
1461 }
1462
1463 /****************************************************************************
1464  *
1465  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
1466  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
1467  * gathered (like exclusion and unity mapping ranges).
1468  *
1469  ****************************************************************************/
1470
1471 static void __init free_unity_maps(void)
1472 {
1473         struct unity_map_entry *entry, *next;
1474
1475         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
1476                 list_del(&entry->list);
1477                 kfree(entry);
1478         }
1479 }
1480
1481 /* called when we find an exclusion range definition in ACPI */
1482 static int __init init_exclusion_range(struct ivmd_header *m)
1483 {
1484         int i;
1485
1486         switch (m->type) {
1487         case ACPI_IVMD_TYPE:
1488                 set_device_exclusion_range(m->devid, m);
1489                 break;
1490         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1491                 for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1492                         set_device_exclusion_range(i, m);
1493                 break;
1494         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1495                 for (i = m->devid; i <= m->aux; ++i)
1496                         set_device_exclusion_range(i, m);
1497                 break;
1498         default:
1499                 break;
1500         }
1501
1502         return 0;
1503 }
1504
1505 /* called for unity map ACPI definition */
1506 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
1507 {
1508         struct unity_map_entry *e = NULL;
1509         char *s;
1510
1511         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1512         if (e == NULL)
1513                 return -ENOMEM;
1514
1515         switch (m->type) {
1516         default:
1517                 kfree(e);
1518                 return 0;
1519         case ACPI_IVMD_TYPE:
1520                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
1521                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
1522                 break;
1523         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1524                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
1525                 e->devid_start = 0;
1526                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
1527                 break;
1528         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1529                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
1530                 e->devid_start = m->devid;
1531                 e->devid_end = m->aux;
1532                 break;
1533         }
1534         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
1535         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
1536         e->prot = m->flags >> 1;
1537
1538         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
1539                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
1540                     PCI_BUS_NUM(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
1541                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS_NUM(e->devid_end),
1542                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
1543                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
1544
1545         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
1546
1547         return 0;
1548 }
1549
1550 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
1551 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
1552 {
1553         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1554         struct ivmd_header *m;
1555
1556         end += table->length;
1557         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1558
1559         while (p < end) {
1560                 m = (struct ivmd_header *)p;
1561                 if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
1562                         init_exclusion_range(m);
1563                 else if (m->flags & IVMD_FLAG_UNITY_MAP)
1564                         init_unity_map_range(m);
1565
1566                 p += m->length;
1567         }
1568
1569         return 0;
1570 }
1571
1572 /*
1573  * Init the device table to not allow DMA access for devices and
1574  * suppress all page faults
1575  */
1576 static void init_device_table_dma(void)
1577 {
1578         u32 devid;
1579
1580         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1581                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
1582                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
1583         }
1584 }
1585
1586 static void __init uninit_device_table_dma(void)
1587 {
1588         u32 devid;
1589
1590         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1591                 amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = 0ULL;
1592                 amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0ULL;
1593         }
1594 }
1595
1596 static void init_device_table(void)
1597 {
1598         u32 devid;
1599
1600         if (!amd_iommu_irq_remap)
1601                 return;
1602
1603         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
1604                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IRQ_TBL_EN);
1605 }
1606
1607 static void iommu_init_flags(struct amd_iommu *iommu)
1608 {
1609         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
1610                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
1611                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
1612
1613         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
1614                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
1615                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
1616
1617         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
1618                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
1619                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
1620
1621         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
1622                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
1623                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
1624
1625         /*
1626          * make IOMMU memory accesses cache coherent
1627          */
1628         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
1629
1630         /* Set IOTLB invalidation timeout to 1s */
1631         iommu_set_inv_tlb_timeout(iommu, CTRL_INV_TO_1S);
1632 }
1633
1634 static void iommu_apply_resume_quirks(struct amd_iommu *iommu)
1635 {
1636         int i, j;
1637         u32 ioc_feature_control;
1638         struct pci_dev *pdev = iommu->root_pdev;
1639
1640         /* RD890 BIOSes may not have completely reconfigured the iommu */
1641         if (!is_rd890_iommu(iommu->dev) || !pdev)
1642                 return;
1643
1644         /*
1645          * First, we need to ensure that the iommu is enabled. This is
1646          * controlled by a register in the northbridge
1647          */
1648
1649         /* Select Northbridge indirect register 0x75 and enable writing */
1650         pci_write_config_dword(pdev, 0x60, 0x75 | (1 << 7));
1651         pci_read_config_dword(pdev, 0x64, &ioc_feature_control);
1652
1653         /* Enable the iommu */
1654         if (!(ioc_feature_control & 0x1))
1655                 pci_write_config_dword(pdev, 0x64, ioc_feature_control | 1);
1656
1657         /* Restore the iommu BAR */
1658         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1659                                iommu->stored_addr_lo);
1660         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1661                                iommu->stored_addr_hi);
1662
1663         /* Restore the l1 indirect regs for each of the 6 l1s */
1664         for (i = 0; i < 6; i++)
1665                 for (j = 0; j < 0x12; j++)
1666                         iommu_write_l1(iommu, i, j, iommu->stored_l1[i][j]);
1667
1668         /* Restore the l2 indirect regs */
1669         for (i = 0; i < 0x83; i++)
1670                 iommu_write_l2(iommu, i, iommu->stored_l2[i]);
1671
1672         /* Lock PCI setup registers */
1673         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1674                                iommu->stored_addr_lo | 1);
1675 }
1676
1677 /*
1678  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
1679  * they have been initialized
1680  */
1681 static void early_enable_iommus(void)
1682 {
1683         struct amd_iommu *iommu;
1684
1685         for_each_iommu(iommu) {
1686                 iommu_disable(iommu);
1687                 iommu_init_flags(iommu);
1688                 iommu_set_device_table(iommu);
1689                 iommu_enable_command_buffer(iommu);
1690                 iommu_enable_event_buffer(iommu);
1691                 iommu_set_exclusion_range(iommu);
1692                 iommu_enable(iommu);
1693                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1694         }
1695 }
1696
1697 static void enable_iommus_v2(void)
1698 {
1699         struct amd_iommu *iommu;
1700
1701         for_each_iommu(iommu) {
1702                 iommu_enable_ppr_log(iommu);
1703                 iommu_enable_gt(iommu);
1704         }
1705 }
1706
1707 static void enable_iommus(void)
1708 {
1709         early_enable_iommus();
1710
1711         enable_iommus_v2();
1712 }
1713
1714 static void disable_iommus(void)
1715 {
1716         struct amd_iommu *iommu;
1717
1718         for_each_iommu(iommu)
1719                 iommu_disable(iommu);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * Suspend/Resume support
1724  * disable suspend until real resume implemented
1725  */
1726
1727 static void amd_iommu_resume(void)
1728 {
1729         struct amd_iommu *iommu;
1730
1731         for_each_iommu(iommu)
1732                 iommu_apply_resume_quirks(iommu);
1733
1734         /* re-load the hardware */
1735         enable_iommus();
1736
1737         amd_iommu_enable_interrupts();
1738 }
1739
1740 static int amd_iommu_suspend(void)
1741 {
1742         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
1743         disable_iommus();
1744
1745         return 0;
1746 }
1747
1748 static struct syscore_ops amd_iommu_syscore_ops = {
1749         .suspend = amd_iommu_suspend,
1750         .resume = amd_iommu_resume,
1751 };
1752
1753 static void __init free_on_init_error(void)
1754 {
1755         free_pages((unsigned long)irq_lookup_table,
1756                    get_order(rlookup_table_size));
1757
1758         if (amd_iommu_irq_cache) {
1759                 kmem_cache_destroy(amd_iommu_irq_cache);
1760                 amd_iommu_irq_cache = NULL;
1761
1762         }
1763
1764         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
1765                    get_order(rlookup_table_size));
1766
1767         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
1768                    get_order(alias_table_size));
1769
1770         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
1771                    get_order(dev_table_size));
1772
1773         free_iommu_all();
1774
1775 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
1776         /*
1777          * We failed to initialize the AMD IOMMU - try fallback to GART
1778          * if possible.
1779          */
1780         gart_iommu_init();
1781
1782 #endif
1783 }
1784
1785 /* SB IOAPIC is always on this device in AMD systems */
1786 #define IOAPIC_SB_DEVID         ((0x00 << 8) | PCI_DEVFN(0x14, 0))
1787
1788 static bool __init check_ioapic_information(void)
1789 {
1790         const char *fw_bug = FW_BUG;
1791         bool ret, has_sb_ioapic;
1792         int idx;
1793
1794         has_sb_ioapic = false;
1795         ret           = false;
1796
1797         /*
1798          * If we have map overrides on the kernel command line the
1799          * messages in this function might not describe firmware bugs
1800          * anymore - so be careful
1801          */
1802         if (cmdline_maps)
1803                 fw_bug = "";
1804
1805         for (idx = 0; idx < nr_ioapics; idx++) {
1806                 int devid, id = mpc_ioapic_id(idx);
1807
1808                 devid = get_ioapic_devid(id);
1809                 if (devid < 0) {
1810                         pr_err("%sAMD-Vi: IOAPIC[%d] not in IVRS table\n",
1811                                 fw_bug, id);
1812                         ret = false;
1813                 } else if (devid == IOAPIC_SB_DEVID) {
1814                         has_sb_ioapic = true;
1815                         ret           = true;
1816                 }
1817         }
1818
1819         if (!has_sb_ioapic) {
1820                 /*
1821                  * We expect the SB IOAPIC to be listed in the IVRS
1822                  * table. The system timer is connected to the SB IOAPIC
1823                  * and if we don't have it in the list the system will
1824                  * panic at boot time.  This situation usually happens
1825                  * when the BIOS is buggy and provides us the wrong
1826                  * device id for the IOAPIC in the system.
1827                  */
1828                 pr_err("%sAMD-Vi: No southbridge IOAPIC found\n", fw_bug);
1829         }
1830
1831         if (!ret)
1832                 pr_err("AMD-Vi: Disabling interrupt remapping\n");
1833
1834         return ret;
1835 }
1836
1837 static void __init free_dma_resources(void)
1838 {
1839         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
1840                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1841
1842         free_unity_maps();
1843 }
1844
1845 /*
1846  * This is the hardware init function for AMD IOMMU in the system.
1847  * This function is called either from amd_iommu_init or from the interrupt
1848  * remapping setup code.
1849  *
1850  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
1851  * three times:
1852  *
1853  *      1 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
1854  *              Upon this information the size of the data structures is
1855  *              determined that needs to be allocated.
1856  *
1857  *      2 pass) Initialize the data structures just allocated with the
1858  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
1859  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
1860  *              system to specific IOMMUs
1861  *
1862  *      3 pass) After the basic data structures are allocated and
1863  *              initialized we update them with information about memory
1864  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
1865  *              this last pass.
1866  *
1867  * After everything is set up the IOMMUs are enabled and the necessary
1868  * hotplug and suspend notifiers are registered.
1869  */
1870 static int __init early_amd_iommu_init(void)
1871 {
1872         struct acpi_table_header *ivrs_base;
1873         acpi_size ivrs_size;
1874         acpi_status status;
1875         int i, ret = 0;
1876
1877         if (!amd_iommu_detected)
1878                 return -ENODEV;
1879
1880         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
1881         if (status == AE_NOT_FOUND)
1882                 return -ENODEV;
1883         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
1884                 const char *err = acpi_format_exception(status);
1885                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
1886                 return -EINVAL;
1887         }
1888
1889         /*
1890          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
1891          * we need to handle. Upon this information the shared data
1892          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
1893          */
1894         ret = find_last_devid_acpi(ivrs_base);
1895         if (ret)
1896                 goto out;
1897
1898         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
1899         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
1900         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
1901
1902         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
1903         ret = -ENOMEM;
1904         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1905                                       get_order(dev_table_size));
1906         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
1907                 goto out;
1908
1909         /*
1910          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
1911          * IOMMU see for that device
1912          */
1913         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
1914                         get_order(alias_table_size));
1915         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
1916                 goto out;
1917
1918         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
1919         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
1920                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1921                         get_order(rlookup_table_size));
1922         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
1923                 goto out;
1924
1925         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
1926                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1927                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1928         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
1929                 goto out;
1930
1931         /*
1932          * let all alias entries point to itself
1933          */
1934         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1935                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
1936
1937         /*
1938          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
1939          * error value placeholder
1940          */
1941         amd_iommu_pd_alloc_bitmap[0] = 1;
1942
1943         spin_lock_init(&amd_iommu_pd_lock);
1944
1945         /*
1946          * now the data structures are allocated and basically initialized
1947          * start the real acpi table scan
1948          */
1949         ret = init_iommu_all(ivrs_base);
1950         if (ret)
1951                 goto out;
1952
1953         if (amd_iommu_irq_remap)
1954                 amd_iommu_irq_remap = check_ioapic_information();
1955
1956         if (amd_iommu_irq_remap) {
1957                 /*
1958                  * Interrupt remapping enabled, create kmem_cache for the
1959                  * remapping tables.
1960                  */
1961                 ret = -ENOMEM;
1962                 amd_iommu_irq_cache = kmem_cache_create("irq_remap_cache",
1963                                 MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32),
1964                                 IRQ_TABLE_ALIGNMENT,
1965                                 0, NULL);
1966                 if (!amd_iommu_irq_cache)
1967                         goto out;
1968
1969                 irq_lookup_table = (void *)__get_free_pages(
1970                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1971                                 get_order(rlookup_table_size));
1972                 if (!irq_lookup_table)
1973                         goto out;
1974         }
1975
1976         ret = init_memory_definitions(ivrs_base);
1977         if (ret)
1978                 goto out;
1979
1980         /* init the device table */
1981         init_device_table();
1982
1983 out:
1984         /* Don't leak any ACPI memory */
1985         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
1986         ivrs_base = NULL;
1987
1988         return ret;
1989 }
1990
1991 static int amd_iommu_enable_interrupts(void)
1992 {
1993         struct amd_iommu *iommu;
1994         int ret = 0;
1995
1996         for_each_iommu(iommu) {
1997                 ret = iommu_init_msi(iommu);
1998                 if (ret)
1999                         goto out;
2000         }
2001
2002 out:
2003         return ret;
2004 }
2005
2006 static bool detect_ivrs(void)
2007 {
2008         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2009         acpi_size ivrs_size;
2010         acpi_status status;
2011
2012         status = acpi_get_table_with_size("IVRS", 0, &ivrs_base, &ivrs_size);
2013         if (status == AE_NOT_FOUND)
2014                 return false;
2015         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2016                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2017                 pr_err("AMD-Vi: IVRS table error: %s\n", err);
2018                 return false;
2019         }
2020
2021         early_acpi_os_unmap_memory((char __iomem *)ivrs_base, ivrs_size);
2022
2023         /* Make sure ACS will be enabled during PCI probe */
2024         pci_request_acs();
2025
2026         return true;
2027 }
2028
2029 /****************************************************************************
2030  *
2031  * AMD IOMMU Initialization State Machine
2032  *
2033  ****************************************************************************/
2034
2035 static int __init state_next(void)
2036 {
2037         int ret = 0;
2038
2039         switch (init_state) {
2040         case IOMMU_START_STATE:
2041                 if (!detect_ivrs()) {
2042                         init_state      = IOMMU_NOT_FOUND;
2043                         ret             = -ENODEV;
2044                 } else {
2045                         init_state      = IOMMU_IVRS_DETECTED;
2046                 }
2047                 break;
2048         case IOMMU_IVRS_DETECTED:
2049                 ret = early_amd_iommu_init();
2050                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_ACPI_FINISHED;
2051                 break;
2052         case IOMMU_ACPI_FINISHED:
2053                 early_enable_iommus();
2054                 register_syscore_ops(&amd_iommu_syscore_ops);
2055                 x86_platform.iommu_shutdown = disable_iommus;
2056                 init_state = IOMMU_ENABLED;
2057                 break;
2058         case IOMMU_ENABLED:
2059                 ret = amd_iommu_init_pci();
2060                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_PCI_INIT;
2061                 enable_iommus_v2();
2062                 break;
2063         case IOMMU_PCI_INIT:
2064                 ret = amd_iommu_enable_interrupts();
2065                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_INTERRUPTS_EN;
2066                 break;
2067         case IOMMU_INTERRUPTS_EN:
2068                 ret = amd_iommu_init_dma_ops();
2069                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_DMA_OPS;
2070                 break;
2071         case IOMMU_DMA_OPS:
2072                 init_state = IOMMU_INITIALIZED;
2073                 break;
2074         case IOMMU_INITIALIZED:
2075                 /* Nothing to do */
2076                 break;
2077         case IOMMU_NOT_FOUND:
2078         case IOMMU_INIT_ERROR:
2079                 /* Error states => do nothing */
2080                 ret = -EINVAL;
2081                 break;
2082         default:
2083                 /* Unknown state */
2084                 BUG();
2085         }
2086
2087         return ret;
2088 }
2089
2090 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state)
2091 {
2092         int ret = 0;
2093
2094         while (init_state != state) {
2095                 ret = state_next();
2096                 if (init_state == IOMMU_NOT_FOUND ||
2097                     init_state == IOMMU_INIT_ERROR)
2098                         break;
2099         }
2100
2101         return ret;
2102 }
2103
2104 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2105 int __init amd_iommu_prepare(void)
2106 {
2107         int ret;
2108
2109         amd_iommu_irq_remap = true;
2110
2111         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ACPI_FINISHED);
2112         if (ret)
2113                 return ret;
2114         return amd_iommu_irq_remap ? 0 : -ENODEV;
2115 }
2116
2117 int __init amd_iommu_enable(void)
2118 {
2119         int ret;
2120
2121         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ENABLED);
2122         if (ret)
2123                 return ret;
2124
2125         irq_remapping_enabled = 1;
2126
2127         return 0;
2128 }
2129
2130 void amd_iommu_disable(void)
2131 {
2132         amd_iommu_suspend();
2133 }
2134
2135 int amd_iommu_reenable(int mode)
2136 {
2137         amd_iommu_resume();
2138
2139         return 0;
2140 }
2141
2142 int __init amd_iommu_enable_faulting(void)
2143 {
2144         /* We enable MSI later when PCI is initialized */
2145         return 0;
2146 }
2147 #endif
2148
2149 /*
2150  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
2151  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
2152  * code.
2153  */
2154 static int __init amd_iommu_init(void)
2155 {
2156         int ret;
2157
2158         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_INITIALIZED);
2159         if (ret) {
2160                 free_dma_resources();
2161                 if (!irq_remapping_enabled) {
2162                         disable_iommus();
2163                         free_on_init_error();
2164                 } else {
2165                         struct amd_iommu *iommu;
2166
2167                         uninit_device_table_dma();
2168                         for_each_iommu(iommu)
2169                                 iommu_flush_all_caches(iommu);
2170                 }
2171         }
2172
2173         return ret;
2174 }
2175
2176 /****************************************************************************
2177  *
2178  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
2179  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
2180  * IOMMUs
2181  *
2182  ****************************************************************************/
2183 int __init amd_iommu_detect(void)
2184 {
2185         int ret;
2186
2187         if (no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
2188                 return -ENODEV;
2189
2190         if (amd_iommu_disabled)
2191                 return -ENODEV;
2192
2193         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_IVRS_DETECTED);
2194         if (ret)
2195                 return ret;
2196
2197         amd_iommu_detected = true;
2198         iommu_detected = 1;
2199         x86_init.iommu.iommu_init = amd_iommu_init;
2200
2201         return 0;
2202 }
2203
2204 /****************************************************************************
2205  *
2206  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
2207  * options.
2208  *
2209  ****************************************************************************/
2210
2211 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
2212 {
2213         amd_iommu_dump = true;
2214
2215         return 1;
2216 }
2217
2218 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
2219 {
2220         for (; *str; ++str) {
2221                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
2222                         amd_iommu_unmap_flush = true;
2223                 if (strncmp(str, "off", 3) == 0)
2224                         amd_iommu_disabled = true;
2225                 if (strncmp(str, "force_isolation", 15) == 0)
2226                         amd_iommu_force_isolation = true;
2227         }
2228
2229         return 1;
2230 }
2231
2232 static int __init parse_ivrs_ioapic(char *str)
2233 {
2234         unsigned int bus, dev, fn;
2235         int ret, id, i;
2236         u16 devid;
2237
2238         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
2239
2240         if (ret != 4) {
2241                 pr_err("AMD-Vi: Invalid command line: ivrs_ioapic%s\n", str);
2242                 return 1;
2243         }
2244
2245         if (early_ioapic_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
2246                 pr_err("AMD-Vi: Early IOAPIC map overflow - ignoring ivrs_ioapic%s\n",
2247                         str);
2248                 return 1;
2249         }
2250
2251         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
2252
2253         cmdline_maps                    = true;
2254         i                               = early_ioapic_map_size++;
2255         early_ioapic_map[i].id          = id;
2256         early_ioapic_map[i].devid       = devid;
2257         early_ioapic_map[i].cmd_line    = true;
2258
2259         return 1;
2260 }
2261
2262 static int __init parse_ivrs_hpet(char *str)
2263 {
2264         unsigned int bus, dev, fn;
2265         int ret, id, i;
2266         u16 devid;
2267
2268         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
2269
2270         if (ret != 4) {
2271                 pr_err("AMD-Vi: Invalid command line: ivrs_hpet%s\n", str);
2272                 return 1;
2273         }
2274
2275         if (early_hpet_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
2276                 pr_err("AMD-Vi: Early HPET map overflow - ignoring ivrs_hpet%s\n",
2277                         str);
2278                 return 1;
2279         }
2280
2281         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
2282
2283         cmdline_maps                    = true;
2284         i                               = early_hpet_map_size++;
2285         early_hpet_map[i].id            = id;
2286         early_hpet_map[i].devid         = devid;
2287         early_hpet_map[i].cmd_line      = true;
2288
2289         return 1;
2290 }
2291
2292 __setup("amd_iommu_dump",       parse_amd_iommu_dump);
2293 __setup("amd_iommu=",           parse_amd_iommu_options);
2294 __setup("ivrs_ioapic",          parse_ivrs_ioapic);
2295 __setup("ivrs_hpet",            parse_ivrs_hpet);
2296
2297 IOMMU_INIT_FINISH(amd_iommu_detect,
2298                   gart_iommu_hole_init,
2299                   NULL,
2300                   NULL);
2301
2302 bool amd_iommu_v2_supported(void)
2303 {
2304         return amd_iommu_v2_present;
2305 }
2306 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_v2_supported);
2307
2308 /****************************************************************************
2309  *
2310  * IOMMU EFR Performance Counter support functionality. This code allows
2311  * access to the IOMMU PC functionality.
2312  *
2313  ****************************************************************************/
2314
2315 u8 amd_iommu_pc_get_max_banks(u16 devid)
2316 {
2317         struct amd_iommu *iommu;
2318         u8 ret = 0;
2319
2320         /* locate the iommu governing the devid */
2321         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2322         if (iommu)
2323                 ret = iommu->max_banks;
2324
2325         return ret;
2326 }
2327 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_banks);
2328
2329 bool amd_iommu_pc_supported(void)
2330 {
2331         return amd_iommu_pc_present;
2332 }
2333 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_supported);
2334
2335 u8 amd_iommu_pc_get_max_counters(u16 devid)
2336 {
2337         struct amd_iommu *iommu;
2338         u8 ret = 0;
2339
2340         /* locate the iommu governing the devid */
2341         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2342         if (iommu)
2343                 ret = iommu->max_counters;
2344
2345         return ret;
2346 }
2347 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_counters);
2348
2349 int amd_iommu_pc_get_set_reg_val(u16 devid, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn,
2350                                     u64 *value, bool is_write)
2351 {
2352         struct amd_iommu *iommu;
2353         u32 offset;
2354         u32 max_offset_lim;
2355
2356         /* Make sure the IOMMU PC resource is available */
2357         if (!amd_iommu_pc_present)
2358                 return -ENODEV;
2359
2360         /* Locate the iommu associated with the device ID */
2361         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2362
2363         /* Check for valid iommu and pc register indexing */
2364         if (WARN_ON((iommu == NULL) || (fxn > 0x28) || (fxn & 7)))
2365                 return -ENODEV;
2366
2367         offset = (u32)(((0x40|bank) << 12) | (cntr << 8) | fxn);
2368
2369         /* Limit the offset to the hw defined mmio region aperture */
2370         max_offset_lim = (u32)(((0x40|iommu->max_banks) << 12) |
2371                                 (iommu->max_counters << 8) | 0x28);
2372         if ((offset < MMIO_CNTR_REG_OFFSET) ||
2373             (offset > max_offset_lim))
2374                 return -EINVAL;
2375
2376         if (is_write) {
2377                 writel((u32)*value, iommu->mmio_base + offset);
2378                 writel((*value >> 32), iommu->mmio_base + offset + 4);
2379         } else {
2380                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset + 4);
2381                 *value <<= 32;
2382                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset);
2383         }
2384
2385         return 0;
2386 }
2387 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_set_reg_val);