Merge tag 'f2fs-for-5.10-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/jaegeu...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / iommu / amd / init.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
4  * Author: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
5  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
6  */
7
8 #define pr_fmt(fmt)     "AMD-Vi: " fmt
9 #define dev_fmt(fmt)    pr_fmt(fmt)
10
11 #include <linux/pci.h>
12 #include <linux/acpi.h>
13 #include <linux/list.h>
14 #include <linux/bitmap.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/syscore_ops.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/msi.h>
19 #include <linux/amd-iommu.h>
20 #include <linux/export.h>
21 #include <linux/kmemleak.h>
22 #include <linux/mem_encrypt.h>
23 #include <asm/pci-direct.h>
24 #include <asm/iommu.h>
25 #include <asm/apic.h>
26 #include <asm/msidef.h>
27 #include <asm/gart.h>
28 #include <asm/x86_init.h>
29 #include <asm/iommu_table.h>
30 #include <asm/io_apic.h>
31 #include <asm/irq_remapping.h>
32
33 #include <linux/crash_dump.h>
34
35 #include "amd_iommu.h"
36 #include "../irq_remapping.h"
37
38 /*
39  * definitions for the ACPI scanning code
40  */
41 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
42
43 #define ACPI_IVHD_TYPE_MAX_SUPPORTED    0x40
44 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
45 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
46 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
47
48 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
49 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
50 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
51 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
52 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
53 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
54 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
55 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
56 #define IVHD_DEV_SPECIAL                0x48
57 #define IVHD_DEV_ACPI_HID               0xf0
58
59 #define UID_NOT_PRESENT                 0
60 #define UID_IS_INTEGER                  1
61 #define UID_IS_CHARACTER                2
62
63 #define IVHD_SPECIAL_IOAPIC             1
64 #define IVHD_SPECIAL_HPET               2
65
66 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
67 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
68 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
69 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
70
71 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
72 #define IVMD_FLAG_IW                    0x04
73 #define IVMD_FLAG_IR                    0x02
74 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
75
76 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
77 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
78 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
79 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
80 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
81 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
82 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
83 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
84
85 #define LOOP_TIMEOUT    100000
86 /*
87  * ACPI table definitions
88  *
89  * These data structures are laid over the table to parse the important values
90  * out of it.
91  */
92
93 extern const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
94
95 /*
96  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
97  * or more ivhd_entrys.
98  */
99 struct ivhd_header {
100         u8 type;
101         u8 flags;
102         u16 length;
103         u16 devid;
104         u16 cap_ptr;
105         u64 mmio_phys;
106         u16 pci_seg;
107         u16 info;
108         u32 efr_attr;
109
110         /* Following only valid on IVHD type 11h and 40h */
111         u64 efr_reg; /* Exact copy of MMIO_EXT_FEATURES */
112         u64 res;
113 } __attribute__((packed));
114
115 /*
116  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
117  * which requestor ids they use.
118  */
119 struct ivhd_entry {
120         u8 type;
121         u16 devid;
122         u8 flags;
123         u32 ext;
124         u32 hidh;
125         u64 cid;
126         u8 uidf;
127         u8 uidl;
128         u8 uid;
129 } __attribute__((packed));
130
131 /*
132  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
133  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
134  */
135 struct ivmd_header {
136         u8 type;
137         u8 flags;
138         u16 length;
139         u16 devid;
140         u16 aux;
141         u64 resv;
142         u64 range_start;
143         u64 range_length;
144 } __attribute__((packed));
145
146 bool amd_iommu_dump;
147 bool amd_iommu_irq_remap __read_mostly;
148
149 int amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC;
150 static int amd_iommu_xt_mode = IRQ_REMAP_XAPIC_MODE;
151
152 static bool amd_iommu_detected;
153 static bool __initdata amd_iommu_disabled;
154 static int amd_iommu_target_ivhd_type;
155
156 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
157                                            to handle */
158 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
159                                            we find in ACPI */
160 bool amd_iommu_unmap_flush;             /* if true, flush on every unmap */
161
162 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
163                                            system */
164
165 /* Array to assign indices to IOMMUs*/
166 struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
167
168 /* Number of IOMMUs present in the system */
169 static int amd_iommus_present;
170
171 /* IOMMUs have a non-present cache? */
172 bool amd_iommu_np_cache __read_mostly;
173 bool amd_iommu_iotlb_sup __read_mostly = true;
174
175 u32 amd_iommu_max_pasid __read_mostly = ~0;
176
177 bool amd_iommu_v2_present __read_mostly;
178 static bool amd_iommu_pc_present __read_mostly;
179
180 bool amd_iommu_force_isolation __read_mostly;
181
182 /*
183  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
184  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
185  * information about the domain the device belongs to as well as the
186  * page table root pointer.
187  */
188 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
189 /*
190  * Pointer to a device table which the content of old device table
191  * will be copied to. It's only be used in kdump kernel.
192  */
193 static struct dev_table_entry *old_dev_tbl_cpy;
194
195 /*
196  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
197  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
198  * More than one device can share the same requestor id.
199  */
200 u16 *amd_iommu_alias_table;
201
202 /*
203  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
204  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
205  */
206 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
207 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_rlookup_table);
208
209 /*
210  * This table is used to find the irq remapping table for a given device id
211  * quickly.
212  */
213 struct irq_remap_table **irq_lookup_table;
214
215 /*
216  * AMD IOMMU allows up to 2^16 different protection domains. This is a bitmap
217  * to know which ones are already in use.
218  */
219 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
220
221 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
222 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
223 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
224
225 enum iommu_init_state {
226         IOMMU_START_STATE,
227         IOMMU_IVRS_DETECTED,
228         IOMMU_ACPI_FINISHED,
229         IOMMU_ENABLED,
230         IOMMU_PCI_INIT,
231         IOMMU_INTERRUPTS_EN,
232         IOMMU_DMA_OPS,
233         IOMMU_INITIALIZED,
234         IOMMU_NOT_FOUND,
235         IOMMU_INIT_ERROR,
236         IOMMU_CMDLINE_DISABLED,
237 };
238
239 /* Early ioapic and hpet maps from kernel command line */
240 #define EARLY_MAP_SIZE          4
241 static struct devid_map __initdata early_ioapic_map[EARLY_MAP_SIZE];
242 static struct devid_map __initdata early_hpet_map[EARLY_MAP_SIZE];
243 static struct acpihid_map_entry __initdata early_acpihid_map[EARLY_MAP_SIZE];
244
245 static int __initdata early_ioapic_map_size;
246 static int __initdata early_hpet_map_size;
247 static int __initdata early_acpihid_map_size;
248
249 static bool __initdata cmdline_maps;
250
251 static enum iommu_init_state init_state = IOMMU_START_STATE;
252
253 static int amd_iommu_enable_interrupts(void);
254 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state);
255 static void init_device_table_dma(void);
256
257 static bool amd_iommu_pre_enabled = true;
258
259 bool translation_pre_enabled(struct amd_iommu *iommu)
260 {
261         return (iommu->flags & AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED);
262 }
263 EXPORT_SYMBOL(translation_pre_enabled);
264
265 static void clear_translation_pre_enabled(struct amd_iommu *iommu)
266 {
267         iommu->flags &= ~AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED;
268 }
269
270 static void init_translation_status(struct amd_iommu *iommu)
271 {
272         u64 ctrl;
273
274         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
275         if (ctrl & (1<<CONTROL_IOMMU_EN))
276                 iommu->flags |= AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED;
277 }
278
279 static inline void update_last_devid(u16 devid)
280 {
281         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
282                 amd_iommu_last_bdf = devid;
283 }
284
285 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
286 {
287         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
288                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
289
290         return 1UL << shift;
291 }
292
293 int amd_iommu_get_num_iommus(void)
294 {
295         return amd_iommus_present;
296 }
297
298 /* Access to l1 and l2 indexed register spaces */
299
300 static u32 iommu_read_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address)
301 {
302         u32 val;
303
304         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
305         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xfc, &val);
306         return val;
307 }
308
309 static void iommu_write_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address, u32 val)
310 {
311         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16 | 1 << 31));
312         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xfc, val);
313         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
314 }
315
316 static u32 iommu_read_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address)
317 {
318         u32 val;
319
320         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, address);
321         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &val);
322         return val;
323 }
324
325 static void iommu_write_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address, u32 val)
326 {
327         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, (address | 1 << 8));
328         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, val);
329 }
330
331 /****************************************************************************
332  *
333  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
334  *
335  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
336  * MMIO space required for that driver.
337  *
338  ****************************************************************************/
339
340 /*
341  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
342  * exclusion range are passed through untranslated
343  */
344 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
345 {
346         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
347         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length - 1) & PAGE_MASK;
348         u64 entry;
349
350         if (!iommu->exclusion_start)
351                 return;
352
353         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
354         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
355                         &entry, sizeof(entry));
356
357         entry = limit;
358         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
359                         &entry, sizeof(entry));
360 }
361
362 static void iommu_set_cwwb_range(struct amd_iommu *iommu)
363 {
364         u64 start = iommu_virt_to_phys((void *)iommu->cmd_sem);
365         u64 entry = start & PM_ADDR_MASK;
366
367         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_SNP))
368                 return;
369
370         /* Note:
371          * Re-purpose Exclusion base/limit registers for Completion wait
372          * write-back base/limit.
373          */
374         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
375                     &entry, sizeof(entry));
376
377         /* Note:
378          * Default to 4 Kbytes, which can be specified by setting base
379          * address equal to the limit address.
380          */
381         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
382                     &entry, sizeof(entry));
383 }
384
385 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
386 static void iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
387 {
388         u64 entry;
389
390         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
391
392         entry = iommu_virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
393         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
394         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
395                         &entry, sizeof(entry));
396 }
397
398 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
399 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
400 {
401         u64 ctrl;
402
403         ctrl = readq(iommu->mmio_base +  MMIO_CONTROL_OFFSET);
404         ctrl |= (1ULL << bit);
405         writeq(ctrl, iommu->mmio_base +  MMIO_CONTROL_OFFSET);
406 }
407
408 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
409 {
410         u64 ctrl;
411
412         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
413         ctrl &= ~(1ULL << bit);
414         writeq(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
415 }
416
417 static void iommu_set_inv_tlb_timeout(struct amd_iommu *iommu, int timeout)
418 {
419         u64 ctrl;
420
421         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
422         ctrl &= ~CTRL_INV_TO_MASK;
423         ctrl |= (timeout << CONTROL_INV_TIMEOUT) & CTRL_INV_TO_MASK;
424         writeq(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
425 }
426
427 /* Function to enable the hardware */
428 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
429 {
430         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
431 }
432
433 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
434 {
435         if (!iommu->mmio_base)
436                 return;
437
438         /* Disable command buffer */
439         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
440
441         /* Disable event logging and event interrupts */
442         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
443         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
444
445         /* Disable IOMMU GA_LOG */
446         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_GALOG_EN);
447         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_GAINT_EN);
448
449         /* Disable IOMMU hardware itself */
450         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
451 }
452
453 /*
454  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
455  * the system has one.
456  */
457 static u8 __iomem * __init iommu_map_mmio_space(u64 address, u64 end)
458 {
459         if (!request_mem_region(address, end, "amd_iommu")) {
460                 pr_err("Can not reserve memory region %llx-%llx for mmio\n",
461                         address, end);
462                 pr_err("This is a BIOS bug. Please contact your hardware vendor\n");
463                 return NULL;
464         }
465
466         return (u8 __iomem *)ioremap(address, end);
467 }
468
469 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
470 {
471         if (iommu->mmio_base)
472                 iounmap(iommu->mmio_base);
473         release_mem_region(iommu->mmio_phys, iommu->mmio_phys_end);
474 }
475
476 static inline u32 get_ivhd_header_size(struct ivhd_header *h)
477 {
478         u32 size = 0;
479
480         switch (h->type) {
481         case 0x10:
482                 size = 24;
483                 break;
484         case 0x11:
485         case 0x40:
486                 size = 40;
487                 break;
488         }
489         return size;
490 }
491
492 /****************************************************************************
493  *
494  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
495  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
496  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
497  * structures is determined later.
498  *
499  ****************************************************************************/
500
501 /*
502  * This function calculates the length of a given IVHD entry
503  */
504 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
505 {
506         u32 type = ((struct ivhd_entry *)ivhd)->type;
507
508         if (type < 0x80) {
509                 return 0x04 << (*ivhd >> 6);
510         } else if (type == IVHD_DEV_ACPI_HID) {
511                 /* For ACPI_HID, offset 21 is uid len */
512                 return *((u8 *)ivhd + 21) + 22;
513         }
514         return 0;
515 }
516
517 /*
518  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
519  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
520  */
521 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
522 {
523         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
524         struct ivhd_entry *dev;
525
526         u32 ivhd_size = get_ivhd_header_size(h);
527
528         if (!ivhd_size) {
529                 pr_err("Unsupported IVHD type %#x\n", h->type);
530                 return -EINVAL;
531         }
532
533         p += ivhd_size;
534         end += h->length;
535
536         while (p < end) {
537                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
538                 switch (dev->type) {
539                 case IVHD_DEV_ALL:
540                         /* Use maximum BDF value for DEV_ALL */
541                         update_last_devid(0xffff);
542                         break;
543                 case IVHD_DEV_SELECT:
544                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
545                 case IVHD_DEV_ALIAS:
546                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
547                         /* all the above subfield types refer to device ids */
548                         update_last_devid(dev->devid);
549                         break;
550                 default:
551                         break;
552                 }
553                 p += ivhd_entry_length(p);
554         }
555
556         WARN_ON(p != end);
557
558         return 0;
559 }
560
561 static int __init check_ivrs_checksum(struct acpi_table_header *table)
562 {
563         int i;
564         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table;
565
566         for (i = 0; i < table->length; ++i)
567                 checksum += p[i];
568         if (checksum != 0) {
569                 /* ACPI table corrupt */
570                 pr_err(FW_BUG "IVRS invalid checksum\n");
571                 return -ENODEV;
572         }
573
574         return 0;
575 }
576
577 /*
578  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
579  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
580  * the ACPI table. So we check the checksum here.
581  */
582 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
583 {
584         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
585         struct ivhd_header *h;
586
587         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
588
589         end += table->length;
590         while (p < end) {
591                 h = (struct ivhd_header *)p;
592                 if (h->type == amd_iommu_target_ivhd_type) {
593                         int ret = find_last_devid_from_ivhd(h);
594
595                         if (ret)
596                                 return ret;
597                 }
598                 p += h->length;
599         }
600         WARN_ON(p != end);
601
602         return 0;
603 }
604
605 /****************************************************************************
606  *
607  * The following functions belong to the code path which parses the ACPI table
608  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
609  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
610  * basically initialize the hardware.
611  *
612  ****************************************************************************/
613
614 /*
615  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
616  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
617  * asynchronously
618  */
619 static int __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
620 {
621         iommu->cmd_buf = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
622                                                   get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
623
624         return iommu->cmd_buf ? 0 : -ENOMEM;
625 }
626
627 /*
628  * This function resets the command buffer if the IOMMU stopped fetching
629  * commands from it.
630  */
631 void amd_iommu_reset_cmd_buffer(struct amd_iommu *iommu)
632 {
633         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
634
635         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
636         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
637         iommu->cmd_buf_head = 0;
638         iommu->cmd_buf_tail = 0;
639
640         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
641 }
642
643 /*
644  * This function writes the command buffer address to the hardware and
645  * enables it.
646  */
647 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
648 {
649         u64 entry;
650
651         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
652
653         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
654         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
655
656         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
657                     &entry, sizeof(entry));
658
659         amd_iommu_reset_cmd_buffer(iommu);
660 }
661
662 /*
663  * This function disables the command buffer
664  */
665 static void iommu_disable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
666 {
667         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
668 }
669
670 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
671 {
672         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf, get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
673 }
674
675 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
676 static int __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
677 {
678         iommu->evt_buf = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
679                                                   get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
680
681         return iommu->evt_buf ? 0 : -ENOMEM;
682 }
683
684 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
685 {
686         u64 entry;
687
688         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
689
690         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
691
692         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
693                     &entry, sizeof(entry));
694
695         /* set head and tail to zero manually */
696         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
697         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
698
699         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
700 }
701
702 /*
703  * This function disables the event log buffer
704  */
705 static void iommu_disable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
706 {
707         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
708 }
709
710 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
711 {
712         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
713 }
714
715 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
716 static int __init alloc_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
717 {
718         iommu->ppr_log = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
719                                                   get_order(PPR_LOG_SIZE));
720
721         return iommu->ppr_log ? 0 : -ENOMEM;
722 }
723
724 static void iommu_enable_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
725 {
726         u64 entry;
727
728         if (iommu->ppr_log == NULL)
729                 return;
730
731         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->ppr_log) | PPR_LOG_SIZE_512;
732
733         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_LOG_OFFSET,
734                     &entry, sizeof(entry));
735
736         /* set head and tail to zero manually */
737         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
738         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
739
740         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPRLOG_EN);
741         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPR_EN);
742 }
743
744 static void __init free_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
745 {
746         free_pages((unsigned long)iommu->ppr_log, get_order(PPR_LOG_SIZE));
747 }
748
749 static void free_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
750 {
751 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
752         free_pages((unsigned long)iommu->ga_log, get_order(GA_LOG_SIZE));
753         free_pages((unsigned long)iommu->ga_log_tail, get_order(8));
754 #endif
755 }
756
757 static int iommu_ga_log_enable(struct amd_iommu *iommu)
758 {
759 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
760         u32 status, i;
761
762         if (!iommu->ga_log)
763                 return -EINVAL;
764
765         status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
766
767         /* Check if already running */
768         if (status & (MMIO_STATUS_GALOG_RUN_MASK))
769                 return 0;
770
771         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GAINT_EN);
772         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GALOG_EN);
773
774         for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
775                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
776                 if (status & (MMIO_STATUS_GALOG_RUN_MASK))
777                         break;
778         }
779
780         if (i >= LOOP_TIMEOUT)
781                 return -EINVAL;
782 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
783         return 0;
784 }
785
786 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
787 static int iommu_init_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
788 {
789         u64 entry;
790
791         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
792                 return 0;
793
794         iommu->ga_log = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
795                                         get_order(GA_LOG_SIZE));
796         if (!iommu->ga_log)
797                 goto err_out;
798
799         iommu->ga_log_tail = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
800                                         get_order(8));
801         if (!iommu->ga_log_tail)
802                 goto err_out;
803
804         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->ga_log) | GA_LOG_SIZE_512;
805         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_GA_LOG_BASE_OFFSET,
806                     &entry, sizeof(entry));
807         entry = (iommu_virt_to_phys(iommu->ga_log_tail) &
808                  (BIT_ULL(52)-1)) & ~7ULL;
809         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_GA_LOG_TAIL_OFFSET,
810                     &entry, sizeof(entry));
811         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
812         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
813
814         return 0;
815 err_out:
816         free_ga_log(iommu);
817         return -EINVAL;
818 }
819 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
820
821 static int iommu_init_ga(struct amd_iommu *iommu)
822 {
823         int ret = 0;
824
825 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
826         /* Note: We have already checked GASup from IVRS table.
827          *       Now, we need to make sure that GAMSup is set.
828          */
829         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
830             !iommu_feature(iommu, FEATURE_GAM_VAPIC))
831                 amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA;
832
833         ret = iommu_init_ga_log(iommu);
834 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
835
836         return ret;
837 }
838
839 static int __init alloc_cwwb_sem(struct amd_iommu *iommu)
840 {
841         iommu->cmd_sem = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
842
843         return iommu->cmd_sem ? 0 : -ENOMEM;
844 }
845
846 static void __init free_cwwb_sem(struct amd_iommu *iommu)
847 {
848         if (iommu->cmd_sem)
849                 free_page((unsigned long)iommu->cmd_sem);
850 }
851
852 static void iommu_enable_xt(struct amd_iommu *iommu)
853 {
854 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
855         /*
856          * XT mode (32-bit APIC destination ID) requires
857          * GA mode (128-bit IRTE support) as a prerequisite.
858          */
859         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir) &&
860             amd_iommu_xt_mode == IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
861                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_XT_EN);
862 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
863 }
864
865 static void iommu_enable_gt(struct amd_iommu *iommu)
866 {
867         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_GT))
868                 return;
869
870         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GT_EN);
871 }
872
873 /* sets a specific bit in the device table entry. */
874 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
875 {
876         int i = (bit >> 6) & 0x03;
877         int _bit = bit & 0x3f;
878
879         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1UL << _bit);
880 }
881
882 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
883 {
884         int i = (bit >> 6) & 0x03;
885         int _bit = bit & 0x3f;
886
887         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1UL << _bit)) >> _bit;
888 }
889
890
891 static bool copy_device_table(void)
892 {
893         u64 int_ctl, int_tab_len, entry = 0, last_entry = 0;
894         struct dev_table_entry *old_devtb = NULL;
895         u32 lo, hi, devid, old_devtb_size;
896         phys_addr_t old_devtb_phys;
897         struct amd_iommu *iommu;
898         u16 dom_id, dte_v, irq_v;
899         gfp_t gfp_flag;
900         u64 tmp;
901
902         if (!amd_iommu_pre_enabled)
903                 return false;
904
905         pr_warn("Translation is already enabled - trying to copy translation structures\n");
906         for_each_iommu(iommu) {
907                 /* All IOMMUs should use the same device table with the same size */
908                 lo = readl(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET);
909                 hi = readl(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET + 4);
910                 entry = (((u64) hi) << 32) + lo;
911                 if (last_entry && last_entry != entry) {
912                         pr_err("IOMMU:%d should use the same dev table as others!\n",
913                                 iommu->index);
914                         return false;
915                 }
916                 last_entry = entry;
917
918                 old_devtb_size = ((entry & ~PAGE_MASK) + 1) << 12;
919                 if (old_devtb_size != dev_table_size) {
920                         pr_err("The device table size of IOMMU:%d is not expected!\n",
921                                 iommu->index);
922                         return false;
923                 }
924         }
925
926         /*
927          * When SME is enabled in the first kernel, the entry includes the
928          * memory encryption mask(sme_me_mask), we must remove the memory
929          * encryption mask to obtain the true physical address in kdump kernel.
930          */
931         old_devtb_phys = __sme_clr(entry) & PAGE_MASK;
932
933         if (old_devtb_phys >= 0x100000000ULL) {
934                 pr_err("The address of old device table is above 4G, not trustworthy!\n");
935                 return false;
936         }
937         old_devtb = (sme_active() && is_kdump_kernel())
938                     ? (__force void *)ioremap_encrypted(old_devtb_phys,
939                                                         dev_table_size)
940                     : memremap(old_devtb_phys, dev_table_size, MEMREMAP_WB);
941
942         if (!old_devtb)
943                 return false;
944
945         gfp_flag = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA32;
946         old_dev_tbl_cpy = (void *)__get_free_pages(gfp_flag,
947                                 get_order(dev_table_size));
948         if (old_dev_tbl_cpy == NULL) {
949                 pr_err("Failed to allocate memory for copying old device table!\n");
950                 return false;
951         }
952
953         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
954                 old_dev_tbl_cpy[devid] = old_devtb[devid];
955                 dom_id = old_devtb[devid].data[1] & DEV_DOMID_MASK;
956                 dte_v = old_devtb[devid].data[0] & DTE_FLAG_V;
957
958                 if (dte_v && dom_id) {
959                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[0] = old_devtb[devid].data[0];
960                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[1] = old_devtb[devid].data[1];
961                         __set_bit(dom_id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
962                         /* If gcr3 table existed, mask it out */
963                         if (old_devtb[devid].data[0] & DTE_FLAG_GV) {
964                                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
965                                 tmp |= DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
966                                 old_dev_tbl_cpy[devid].data[1] &= ~tmp;
967                                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
968                                 tmp |= DTE_FLAG_GV;
969                                 old_dev_tbl_cpy[devid].data[0] &= ~tmp;
970                         }
971                 }
972
973                 irq_v = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
974                 int_ctl = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_REMAP_INTCTL_MASK;
975                 int_tab_len = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_TABLE_LEN_MASK;
976                 if (irq_v && (int_ctl || int_tab_len)) {
977                         if ((int_ctl != DTE_IRQ_REMAP_INTCTL) ||
978                             (int_tab_len != DTE_IRQ_TABLE_LEN)) {
979                                 pr_err("Wrong old irq remapping flag: %#x\n", devid);
980                                 return false;
981                         }
982
983                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[2] = old_devtb[devid].data[2];
984                 }
985         }
986         memunmap(old_devtb);
987
988         return true;
989 }
990
991 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
992 {
993         int sysmgt;
994
995         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
996                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
997
998         if (sysmgt == 0x01)
999                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
1000 }
1001
1002 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
1003 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1004 {
1005         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
1010  * table and sets up the device table entry with that information
1011  */
1012 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
1013                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
1014 {
1015         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
1016                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
1017         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
1018                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
1019         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
1020                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
1021         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
1022                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
1023         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
1024                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
1025         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
1026                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
1027         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
1028                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
1029
1030         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1031
1032         set_iommu_for_device(iommu, devid);
1033 }
1034
1035 int __init add_special_device(u8 type, u8 id, u16 *devid, bool cmd_line)
1036 {
1037         struct devid_map *entry;
1038         struct list_head *list;
1039
1040         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
1041                 list = &ioapic_map;
1042         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
1043                 list = &hpet_map;
1044         else
1045                 return -EINVAL;
1046
1047         list_for_each_entry(entry, list, list) {
1048                 if (!(entry->id == id && entry->cmd_line))
1049                         continue;
1050
1051                 pr_info("Command-line override present for %s id %d - ignoring\n",
1052                         type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC ? "IOAPIC" : "HPET", id);
1053
1054                 *devid = entry->devid;
1055
1056                 return 0;
1057         }
1058
1059         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
1060         if (!entry)
1061                 return -ENOMEM;
1062
1063         entry->id       = id;
1064         entry->devid    = *devid;
1065         entry->cmd_line = cmd_line;
1066
1067         list_add_tail(&entry->list, list);
1068
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 static int __init add_acpi_hid_device(u8 *hid, u8 *uid, u16 *devid,
1073                                       bool cmd_line)
1074 {
1075         struct acpihid_map_entry *entry;
1076         struct list_head *list = &acpihid_map;
1077
1078         list_for_each_entry(entry, list, list) {
1079                 if (strcmp(entry->hid, hid) ||
1080                     (*uid && *entry->uid && strcmp(entry->uid, uid)) ||
1081                     !entry->cmd_line)
1082                         continue;
1083
1084                 pr_info("Command-line override for hid:%s uid:%s\n",
1085                         hid, uid);
1086                 *devid = entry->devid;
1087                 return 0;
1088         }
1089
1090         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
1091         if (!entry)
1092                 return -ENOMEM;
1093
1094         memcpy(entry->uid, uid, strlen(uid));
1095         memcpy(entry->hid, hid, strlen(hid));
1096         entry->devid = *devid;
1097         entry->cmd_line = cmd_line;
1098         entry->root_devid = (entry->devid & (~0x7));
1099
1100         pr_info("%s, add hid:%s, uid:%s, rdevid:%d\n",
1101                 entry->cmd_line ? "cmd" : "ivrs",
1102                 entry->hid, entry->uid, entry->root_devid);
1103
1104         list_add_tail(&entry->list, list);
1105         return 0;
1106 }
1107
1108 static int __init add_early_maps(void)
1109 {
1110         int i, ret;
1111
1112         for (i = 0; i < early_ioapic_map_size; ++i) {
1113                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_IOAPIC,
1114                                          early_ioapic_map[i].id,
1115                                          &early_ioapic_map[i].devid,
1116                                          early_ioapic_map[i].cmd_line);
1117                 if (ret)
1118                         return ret;
1119         }
1120
1121         for (i = 0; i < early_hpet_map_size; ++i) {
1122                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_HPET,
1123                                          early_hpet_map[i].id,
1124                                          &early_hpet_map[i].devid,
1125                                          early_hpet_map[i].cmd_line);
1126                 if (ret)
1127                         return ret;
1128         }
1129
1130         for (i = 0; i < early_acpihid_map_size; ++i) {
1131                 ret = add_acpi_hid_device(early_acpihid_map[i].hid,
1132                                           early_acpihid_map[i].uid,
1133                                           &early_acpihid_map[i].devid,
1134                                           early_acpihid_map[i].cmd_line);
1135                 if (ret)
1136                         return ret;
1137         }
1138
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
1144  * initializes the hardware and our data structures with it.
1145  */
1146 static int __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
1147                                         struct ivhd_header *h)
1148 {
1149         u8 *p = (u8 *)h;
1150         u8 *end = p, flags = 0;
1151         u16 devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
1152         u32 dev_i, ext_flags = 0;
1153         bool alias = false;
1154         struct ivhd_entry *e;
1155         u32 ivhd_size;
1156         int ret;
1157
1158
1159         ret = add_early_maps();
1160         if (ret)
1161                 return ret;
1162
1163         amd_iommu_apply_ivrs_quirks();
1164
1165         /*
1166          * First save the recommended feature enable bits from ACPI
1167          */
1168         iommu->acpi_flags = h->flags;
1169
1170         /*
1171          * Done. Now parse the device entries
1172          */
1173         ivhd_size = get_ivhd_header_size(h);
1174         if (!ivhd_size) {
1175                 pr_err("Unsupported IVHD type %#x\n", h->type);
1176                 return -EINVAL;
1177         }
1178
1179         p += ivhd_size;
1180
1181         end += h->length;
1182
1183
1184         while (p < end) {
1185                 e = (struct ivhd_entry *)p;
1186                 switch (e->type) {
1187                 case IVHD_DEV_ALL:
1188
1189                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\tflags: %02x\n", e->flags);
1190
1191                         for (dev_i = 0; dev_i <= amd_iommu_last_bdf; ++dev_i)
1192                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i, e->flags, 0);
1193                         break;
1194                 case IVHD_DEV_SELECT:
1195
1196                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1197                                     "flags: %02x\n",
1198                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1199                                     PCI_SLOT(e->devid),
1200                                     PCI_FUNC(e->devid),
1201                                     e->flags);
1202
1203                         devid = e->devid;
1204                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1205                         break;
1206                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
1207
1208                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
1209                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
1210                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1211                                     PCI_SLOT(e->devid),
1212                                     PCI_FUNC(e->devid),
1213                                     e->flags);
1214
1215                         devid_start = e->devid;
1216                         flags = e->flags;
1217                         ext_flags = 0;
1218                         alias = false;
1219                         break;
1220                 case IVHD_DEV_ALIAS:
1221
1222                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1223                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
1224                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1225                                     PCI_SLOT(e->devid),
1226                                     PCI_FUNC(e->devid),
1227                                     e->flags,
1228                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
1229                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
1230                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
1231
1232                         devid = e->devid;
1233                         devid_to = e->ext >> 8;
1234                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
1235                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
1236                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
1237                         break;
1238                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
1239
1240                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
1241                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
1242                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
1243                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1244                                     PCI_SLOT(e->devid),
1245                                     PCI_FUNC(e->devid),
1246                                     e->flags,
1247                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
1248                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
1249                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
1250
1251                         devid_start = e->devid;
1252                         flags = e->flags;
1253                         devid_to = e->ext >> 8;
1254                         ext_flags = 0;
1255                         alias = true;
1256                         break;
1257                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
1258
1259                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1260                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
1261                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1262                                     PCI_SLOT(e->devid),
1263                                     PCI_FUNC(e->devid),
1264                                     e->flags, e->ext);
1265
1266                         devid = e->devid;
1267                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
1268                                                 e->ext);
1269                         break;
1270                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
1271
1272                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
1273                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
1274                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1275                                     PCI_SLOT(e->devid),
1276                                     PCI_FUNC(e->devid),
1277                                     e->flags, e->ext);
1278
1279                         devid_start = e->devid;
1280                         flags = e->flags;
1281                         ext_flags = e->ext;
1282                         alias = false;
1283                         break;
1284                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
1285
1286                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
1287                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1288                                     PCI_SLOT(e->devid),
1289                                     PCI_FUNC(e->devid));
1290
1291                         devid = e->devid;
1292                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
1293                                 if (alias) {
1294                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
1295                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
1296                                                 devid_to, flags, ext_flags);
1297                                 }
1298                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
1299                                                         flags, ext_flags);
1300                         }
1301                         break;
1302                 case IVHD_DEV_SPECIAL: {
1303                         u8 handle, type;
1304                         const char *var;
1305                         u16 devid;
1306                         int ret;
1307
1308                         handle = e->ext & 0xff;
1309                         devid  = (e->ext >>  8) & 0xffff;
1310                         type   = (e->ext >> 24) & 0xff;
1311
1312                         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
1313                                 var = "IOAPIC";
1314                         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
1315                                 var = "HPET";
1316                         else
1317                                 var = "UNKNOWN";
1318
1319                         DUMP_printk("  DEV_SPECIAL(%s[%d])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
1320                                     var, (int)handle,
1321                                     PCI_BUS_NUM(devid),
1322                                     PCI_SLOT(devid),
1323                                     PCI_FUNC(devid));
1324
1325                         ret = add_special_device(type, handle, &devid, false);
1326                         if (ret)
1327                                 return ret;
1328
1329                         /*
1330                          * add_special_device might update the devid in case a
1331                          * command-line override is present. So call
1332                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
1333                          */
1334                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1335
1336                         break;
1337                 }
1338                 case IVHD_DEV_ACPI_HID: {
1339                         u16 devid;
1340                         u8 hid[ACPIHID_HID_LEN];
1341                         u8 uid[ACPIHID_UID_LEN];
1342                         int ret;
1343
1344                         if (h->type != 0x40) {
1345                                 pr_err(FW_BUG "Invalid IVHD device type %#x\n",
1346                                        e->type);
1347                                 break;
1348                         }
1349
1350                         memcpy(hid, (u8 *)(&e->ext), ACPIHID_HID_LEN - 1);
1351                         hid[ACPIHID_HID_LEN - 1] = '\0';
1352
1353                         if (!(*hid)) {
1354                                 pr_err(FW_BUG "Invalid HID.\n");
1355                                 break;
1356                         }
1357
1358                         uid[0] = '\0';
1359                         switch (e->uidf) {
1360                         case UID_NOT_PRESENT:
1361
1362                                 if (e->uidl != 0)
1363                                         pr_warn(FW_BUG "Invalid UID length.\n");
1364
1365                                 break;
1366                         case UID_IS_INTEGER:
1367
1368                                 sprintf(uid, "%d", e->uid);
1369
1370                                 break;
1371                         case UID_IS_CHARACTER:
1372
1373                                 memcpy(uid, &e->uid, e->uidl);
1374                                 uid[e->uidl] = '\0';
1375
1376                                 break;
1377                         default:
1378                                 break;
1379                         }
1380
1381                         devid = e->devid;
1382                         DUMP_printk("  DEV_ACPI_HID(%s[%s])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
1383                                     hid, uid,
1384                                     PCI_BUS_NUM(devid),
1385                                     PCI_SLOT(devid),
1386                                     PCI_FUNC(devid));
1387
1388                         flags = e->flags;
1389
1390                         ret = add_acpi_hid_device(hid, uid, &devid, false);
1391                         if (ret)
1392                                 return ret;
1393
1394                         /*
1395                          * add_special_device might update the devid in case a
1396                          * command-line override is present. So call
1397                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
1398                          */
1399                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1400
1401                         break;
1402                 }
1403                 default:
1404                         break;
1405                 }
1406
1407                 p += ivhd_entry_length(p);
1408         }
1409
1410         return 0;
1411 }
1412
1413 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
1414 {
1415         free_cwwb_sem(iommu);
1416         free_command_buffer(iommu);
1417         free_event_buffer(iommu);
1418         free_ppr_log(iommu);
1419         free_ga_log(iommu);
1420         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
1421 }
1422
1423 static void __init free_iommu_all(void)
1424 {
1425         struct amd_iommu *iommu, *next;
1426
1427         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
1428                 list_del(&iommu->list);
1429                 free_iommu_one(iommu);
1430                 kfree(iommu);
1431         }
1432 }
1433
1434 /*
1435  * Family15h Model 10h-1fh erratum 746 (IOMMU Logging May Stall Translations)
1436  * Workaround:
1437  *     BIOS should disable L2B micellaneous clock gating by setting
1438  *     L2_L2B_CK_GATE_CONTROL[CKGateL2BMiscDisable](D0F2xF4_x90[2]) = 1b
1439  */
1440 static void amd_iommu_erratum_746_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1441 {
1442         u32 value;
1443
1444         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1445             (boot_cpu_data.x86_model < 0x10) ||
1446             (boot_cpu_data.x86_model > 0x1f))
1447                 return;
1448
1449         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1450         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &value);
1451
1452         if (value & BIT(2))
1453                 return;
1454
1455         /* Select NB indirect register 0x90 and enable writing */
1456         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90 | (1 << 8));
1457
1458         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, value | 0x4);
1459         pci_info(iommu->dev, "Applying erratum 746 workaround\n");
1460
1461         /* Clear the enable writing bit */
1462         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1463 }
1464
1465 /*
1466  * Family15h Model 30h-3fh (IOMMU Mishandles ATS Write Permission)
1467  * Workaround:
1468  *     BIOS should enable ATS write permission check by setting
1469  *     L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis](D0F2xF4_x47[0]) = 1b
1470  */
1471 static void amd_iommu_ats_write_check_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1472 {
1473         u32 value;
1474
1475         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1476             (boot_cpu_data.x86_model < 0x30) ||
1477             (boot_cpu_data.x86_model > 0x3f))
1478                 return;
1479
1480         /* Test L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] == 1 */
1481         value = iommu_read_l2(iommu, 0x47);
1482
1483         if (value & BIT(0))
1484                 return;
1485
1486         /* Set L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] = 1 */
1487         iommu_write_l2(iommu, 0x47, value | BIT(0));
1488
1489         pci_info(iommu->dev, "Applying ATS write check workaround\n");
1490 }
1491
1492 /*
1493  * This function clues the initialization function for one IOMMU
1494  * together and also allocates the command buffer and programs the
1495  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
1496  */
1497 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
1498 {
1499         int ret;
1500
1501         raw_spin_lock_init(&iommu->lock);
1502         iommu->cmd_sem_val = 0;
1503
1504         /* Add IOMMU to internal data structures */
1505         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
1506         iommu->index = amd_iommus_present++;
1507
1508         if (unlikely(iommu->index >= MAX_IOMMUS)) {
1509                 WARN(1, "System has more IOMMUs than supported by this driver\n");
1510                 return -ENOSYS;
1511         }
1512
1513         /* Index is fine - add IOMMU to the array */
1514         amd_iommus[iommu->index] = iommu;
1515
1516         /*
1517          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
1518          */
1519         iommu->devid   = h->devid;
1520         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
1521         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
1522         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
1523
1524         switch (h->type) {
1525         case 0x10:
1526                 /* Check if IVHD EFR contains proper max banks/counters */
1527                 if ((h->efr_attr != 0) &&
1528                     ((h->efr_attr & (0xF << 13)) != 0) &&
1529                     ((h->efr_attr & (0x3F << 17)) != 0))
1530                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1531                 else
1532                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1533
1534                 /*
1535                  * Note: GA (128-bit IRTE) mode requires cmpxchg16b supports.
1536                  * GAM also requires GA mode. Therefore, we need to
1537                  * check cmpxchg16b support before enabling it.
1538                  */
1539                 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_CX16) ||
1540                     ((h->efr_attr & (0x1 << IOMMU_FEAT_GASUP_SHIFT)) == 0))
1541                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY;
1542                 break;
1543         case 0x11:
1544         case 0x40:
1545                 if (h->efr_reg & (1 << 9))
1546                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1547                 else
1548                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1549
1550                 /*
1551                  * Note: GA (128-bit IRTE) mode requires cmpxchg16b supports.
1552                  * XT, GAM also requires GA mode. Therefore, we need to
1553                  * check cmpxchg16b support before enabling them.
1554                  */
1555                 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_CX16) ||
1556                     ((h->efr_reg & (0x1 << IOMMU_EFR_GASUP_SHIFT)) == 0)) {
1557                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY;
1558                         break;
1559                 }
1560
1561                 /*
1562                  * Note: Since iommu_update_intcapxt() leverages
1563                  * the IOMMU MMIO access to MSI capability block registers
1564                  * for MSI address lo/hi/data, we need to check both
1565                  * EFR[XtSup] and EFR[MsiCapMmioSup] for x2APIC support.
1566                  */
1567                 if ((h->efr_reg & BIT(IOMMU_EFR_XTSUP_SHIFT)) &&
1568                     (h->efr_reg & BIT(IOMMU_EFR_MSICAPMMIOSUP_SHIFT)))
1569                         amd_iommu_xt_mode = IRQ_REMAP_X2APIC_MODE;
1570                 break;
1571         default:
1572                 return -EINVAL;
1573         }
1574
1575         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(iommu->mmio_phys,
1576                                                 iommu->mmio_phys_end);
1577         if (!iommu->mmio_base)
1578                 return -ENOMEM;
1579
1580         if (alloc_cwwb_sem(iommu))
1581                 return -ENOMEM;
1582
1583         if (alloc_command_buffer(iommu))
1584                 return -ENOMEM;
1585
1586         if (alloc_event_buffer(iommu))
1587                 return -ENOMEM;
1588
1589         iommu->int_enabled = false;
1590
1591         init_translation_status(iommu);
1592         if (translation_pre_enabled(iommu) && !is_kdump_kernel()) {
1593                 iommu_disable(iommu);
1594                 clear_translation_pre_enabled(iommu);
1595                 pr_warn("Translation was enabled for IOMMU:%d but we are not in kdump mode\n",
1596                         iommu->index);
1597         }
1598         if (amd_iommu_pre_enabled)
1599                 amd_iommu_pre_enabled = translation_pre_enabled(iommu);
1600
1601         ret = init_iommu_from_acpi(iommu, h);
1602         if (ret)
1603                 return ret;
1604
1605         ret = amd_iommu_create_irq_domain(iommu);
1606         if (ret)
1607                 return ret;
1608
1609         /*
1610          * Make sure IOMMU is not considered to translate itself. The IVRS
1611          * table tells us so, but this is a lie!
1612          */
1613         amd_iommu_rlookup_table[iommu->devid] = NULL;
1614
1615         return 0;
1616 }
1617
1618 /**
1619  * get_highest_supported_ivhd_type - Look up the appropriate IVHD type
1620  * @ivrs: Pointer to the IVRS header
1621  *
1622  * This function search through all IVDB of the maximum supported IVHD
1623  */
1624 static u8 get_highest_supported_ivhd_type(struct acpi_table_header *ivrs)
1625 {
1626         u8 *base = (u8 *)ivrs;
1627         struct ivhd_header *ivhd = (struct ivhd_header *)
1628                                         (base + IVRS_HEADER_LENGTH);
1629         u8 last_type = ivhd->type;
1630         u16 devid = ivhd->devid;
1631
1632         while (((u8 *)ivhd - base < ivrs->length) &&
1633                (ivhd->type <= ACPI_IVHD_TYPE_MAX_SUPPORTED)) {
1634                 u8 *p = (u8 *) ivhd;
1635
1636                 if (ivhd->devid == devid)
1637                         last_type = ivhd->type;
1638                 ivhd = (struct ivhd_header *)(p + ivhd->length);
1639         }
1640
1641         return last_type;
1642 }
1643
1644 /*
1645  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
1646  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
1647  */
1648 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
1649 {
1650         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1651         struct ivhd_header *h;
1652         struct amd_iommu *iommu;
1653         int ret;
1654
1655         end += table->length;
1656         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1657
1658         while (p < end) {
1659                 h = (struct ivhd_header *)p;
1660                 if (*p == amd_iommu_target_ivhd_type) {
1661
1662                         DUMP_printk("device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
1663                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
1664                                     PCI_BUS_NUM(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
1665                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
1666                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
1667                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
1668                                     h->mmio_phys);
1669
1670                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
1671                         if (iommu == NULL)
1672                                 return -ENOMEM;
1673
1674                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
1675                         if (ret)
1676                                 return ret;
1677                 }
1678                 p += h->length;
1679
1680         }
1681         WARN_ON(p != end);
1682
1683         return 0;
1684 }
1685
1686 static int iommu_pc_get_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr,
1687                                 u8 fxn, u64 *value, bool is_write);
1688
1689 static void init_iommu_perf_ctr(struct amd_iommu *iommu)
1690 {
1691         struct pci_dev *pdev = iommu->dev;
1692         u64 val = 0xabcd, val2 = 0, save_reg = 0;
1693
1694         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_PC))
1695                 return;
1696
1697         amd_iommu_pc_present = true;
1698
1699         /* save the value to restore, if writable */
1700         if (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &save_reg, false))
1701                 goto pc_false;
1702
1703         /* Check if the performance counters can be written to */
1704         if ((iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &val, true)) ||
1705             (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &val2, false)) ||
1706             (val != val2))
1707                 goto pc_false;
1708
1709         /* restore */
1710         if (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &save_reg, true))
1711                 goto pc_false;
1712
1713         pci_info(pdev, "IOMMU performance counters supported\n");
1714
1715         val = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CNTR_CONF_OFFSET);
1716         iommu->max_banks = (u8) ((val >> 12) & 0x3f);
1717         iommu->max_counters = (u8) ((val >> 7) & 0xf);
1718
1719         return;
1720
1721 pc_false:
1722         pci_err(pdev, "Unable to read/write to IOMMU perf counter.\n");
1723         amd_iommu_pc_present = false;
1724         return;
1725 }
1726
1727 static ssize_t amd_iommu_show_cap(struct device *dev,
1728                                   struct device_attribute *attr,
1729                                   char *buf)
1730 {
1731         struct amd_iommu *iommu = dev_to_amd_iommu(dev);
1732         return sprintf(buf, "%x\n", iommu->cap);
1733 }
1734 static DEVICE_ATTR(cap, S_IRUGO, amd_iommu_show_cap, NULL);
1735
1736 static ssize_t amd_iommu_show_features(struct device *dev,
1737                                        struct device_attribute *attr,
1738                                        char *buf)
1739 {
1740         struct amd_iommu *iommu = dev_to_amd_iommu(dev);
1741         return sprintf(buf, "%llx\n", iommu->features);
1742 }
1743 static DEVICE_ATTR(features, S_IRUGO, amd_iommu_show_features, NULL);
1744
1745 static struct attribute *amd_iommu_attrs[] = {
1746         &dev_attr_cap.attr,
1747         &dev_attr_features.attr,
1748         NULL,
1749 };
1750
1751 static struct attribute_group amd_iommu_group = {
1752         .name = "amd-iommu",
1753         .attrs = amd_iommu_attrs,
1754 };
1755
1756 static const struct attribute_group *amd_iommu_groups[] = {
1757         &amd_iommu_group,
1758         NULL,
1759 };
1760
1761 static int __init iommu_init_pci(struct amd_iommu *iommu)
1762 {
1763         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
1764         int ret;
1765
1766         iommu->dev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(iommu->devid),
1767                                                  iommu->devid & 0xff);
1768         if (!iommu->dev)
1769                 return -ENODEV;
1770
1771         /* Prevent binding other PCI device drivers to IOMMU devices */
1772         iommu->dev->match_driver = false;
1773
1774         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
1775                               &iommu->cap);
1776
1777         if (!(iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_IOTLB)))
1778                 amd_iommu_iotlb_sup = false;
1779
1780         /* read extended feature bits */
1781         iommu->features = readq(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES);
1782
1783         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT)) {
1784                 int glxval;
1785                 u32 max_pasid;
1786                 u64 pasmax;
1787
1788                 pasmax = iommu->features & FEATURE_PASID_MASK;
1789                 pasmax >>= FEATURE_PASID_SHIFT;
1790                 max_pasid  = (1 << (pasmax + 1)) - 1;
1791
1792                 amd_iommu_max_pasid = min(amd_iommu_max_pasid, max_pasid);
1793
1794                 BUG_ON(amd_iommu_max_pasid & ~PASID_MASK);
1795
1796                 glxval   = iommu->features & FEATURE_GLXVAL_MASK;
1797                 glxval >>= FEATURE_GLXVAL_SHIFT;
1798
1799                 if (amd_iommu_max_glx_val == -1)
1800                         amd_iommu_max_glx_val = glxval;
1801                 else
1802                         amd_iommu_max_glx_val = min(amd_iommu_max_glx_val, glxval);
1803         }
1804
1805         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT) &&
1806             iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1807                 iommu->is_iommu_v2   = true;
1808                 amd_iommu_v2_present = true;
1809         }
1810
1811         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR) && alloc_ppr_log(iommu))
1812                 return -ENOMEM;
1813
1814         ret = iommu_init_ga(iommu);
1815         if (ret)
1816                 return ret;
1817
1818         if (iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE))
1819                 amd_iommu_np_cache = true;
1820
1821         init_iommu_perf_ctr(iommu);
1822
1823         if (is_rd890_iommu(iommu->dev)) {
1824                 int i, j;
1825
1826                 iommu->root_pdev =
1827                         pci_get_domain_bus_and_slot(0, iommu->dev->bus->number,
1828                                                     PCI_DEVFN(0, 0));
1829
1830                 /*
1831                  * Some rd890 systems may not be fully reconfigured by the
1832                  * BIOS, so it's necessary for us to store this information so
1833                  * it can be reprogrammed on resume
1834                  */
1835                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1836                                 &iommu->stored_addr_lo);
1837                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1838                                 &iommu->stored_addr_hi);
1839
1840                 /* Low bit locks writes to configuration space */
1841                 iommu->stored_addr_lo &= ~1;
1842
1843                 for (i = 0; i < 6; i++)
1844                         for (j = 0; j < 0x12; j++)
1845                                 iommu->stored_l1[i][j] = iommu_read_l1(iommu, i, j);
1846
1847                 for (i = 0; i < 0x83; i++)
1848                         iommu->stored_l2[i] = iommu_read_l2(iommu, i);
1849         }
1850
1851         amd_iommu_erratum_746_workaround(iommu);
1852         amd_iommu_ats_write_check_workaround(iommu);
1853
1854         iommu_device_sysfs_add(&iommu->iommu, &iommu->dev->dev,
1855                                amd_iommu_groups, "ivhd%d", iommu->index);
1856         iommu_device_set_ops(&iommu->iommu, &amd_iommu_ops);
1857         iommu_device_register(&iommu->iommu);
1858
1859         return pci_enable_device(iommu->dev);
1860 }
1861
1862 static void print_iommu_info(void)
1863 {
1864         static const char * const feat_str[] = {
1865                 "PreF", "PPR", "X2APIC", "NX", "GT", "[5]",
1866                 "IA", "GA", "HE", "PC"
1867         };
1868         struct amd_iommu *iommu;
1869
1870         for_each_iommu(iommu) {
1871                 struct pci_dev *pdev = iommu->dev;
1872                 int i;
1873
1874                 pci_info(pdev, "Found IOMMU cap 0x%hx\n", iommu->cap_ptr);
1875
1876                 if (iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_EFR)) {
1877                         pci_info(pdev, "Extended features (%#llx):",
1878                                  iommu->features);
1879                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(feat_str); ++i) {
1880                                 if (iommu_feature(iommu, (1ULL << i)))
1881                                         pr_cont(" %s", feat_str[i]);
1882                         }
1883
1884                         if (iommu->features & FEATURE_GAM_VAPIC)
1885                                 pr_cont(" GA_vAPIC");
1886
1887                         pr_cont("\n");
1888                 }
1889         }
1890         if (irq_remapping_enabled) {
1891                 pr_info("Interrupt remapping enabled\n");
1892                 if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
1893                         pr_info("Virtual APIC enabled\n");
1894                 if (amd_iommu_xt_mode == IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
1895                         pr_info("X2APIC enabled\n");
1896         }
1897 }
1898
1899 static int __init amd_iommu_init_pci(void)
1900 {
1901         struct amd_iommu *iommu;
1902         int ret = 0;
1903
1904         for_each_iommu(iommu) {
1905                 ret = iommu_init_pci(iommu);
1906                 if (ret)
1907                         break;
1908
1909                 /* Need to setup range after PCI init */
1910                 iommu_set_cwwb_range(iommu);
1911         }
1912
1913         /*
1914          * Order is important here to make sure any unity map requirements are
1915          * fulfilled. The unity mappings are created and written to the device
1916          * table during the amd_iommu_init_api() call.
1917          *
1918          * After that we call init_device_table_dma() to make sure any
1919          * uninitialized DTE will block DMA, and in the end we flush the caches
1920          * of all IOMMUs to make sure the changes to the device table are
1921          * active.
1922          */
1923         ret = amd_iommu_init_api();
1924
1925         init_device_table_dma();
1926
1927         for_each_iommu(iommu)
1928                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1929
1930         if (!ret)
1931                 print_iommu_info();
1932
1933         return ret;
1934 }
1935
1936 /****************************************************************************
1937  *
1938  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
1939  * in the system. It's a bit challenging because there could be multiple
1940  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
1941  * pci_dev.
1942  *
1943  ****************************************************************************/
1944
1945 static int iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
1946 {
1947         int r;
1948
1949         r = pci_enable_msi(iommu->dev);
1950         if (r)
1951                 return r;
1952
1953         r = request_threaded_irq(iommu->dev->irq,
1954                                  amd_iommu_int_handler,
1955                                  amd_iommu_int_thread,
1956                                  0, "AMD-Vi",
1957                                  iommu);
1958
1959         if (r) {
1960                 pci_disable_msi(iommu->dev);
1961                 return r;
1962         }
1963
1964         iommu->int_enabled = true;
1965
1966         return 0;
1967 }
1968
1969 #define XT_INT_DEST_MODE(x)     (((x) & 0x1ULL) << 2)
1970 #define XT_INT_DEST_LO(x)       (((x) & 0xFFFFFFULL) << 8)
1971 #define XT_INT_VEC(x)           (((x) & 0xFFULL) << 32)
1972 #define XT_INT_DEST_HI(x)       ((((x) >> 24) & 0xFFULL) << 56)
1973
1974 /*
1975  * Setup the IntCapXT registers with interrupt routing information
1976  * based on the PCI MSI capability block registers, accessed via
1977  * MMIO MSI address low/hi and MSI data registers.
1978  */
1979 static void iommu_update_intcapxt(struct amd_iommu *iommu)
1980 {
1981         u64 val;
1982         u32 addr_lo = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_ADDR_LO_OFFSET);
1983         u32 addr_hi = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_ADDR_HI_OFFSET);
1984         u32 data    = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_DATA_OFFSET);
1985         bool dm     = (addr_lo >> MSI_ADDR_DEST_MODE_SHIFT) & 0x1;
1986         u32 dest    = ((addr_lo >> MSI_ADDR_DEST_ID_SHIFT) & 0xFF);
1987
1988         if (x2apic_enabled())
1989                 dest |= MSI_ADDR_EXT_DEST_ID(addr_hi);
1990
1991         val = XT_INT_VEC(data & 0xFF) |
1992               XT_INT_DEST_MODE(dm) |
1993               XT_INT_DEST_LO(dest) |
1994               XT_INT_DEST_HI(dest);
1995
1996         /**
1997          * Current IOMMU implemtation uses the same IRQ for all
1998          * 3 IOMMU interrupts.
1999          */
2000         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_EVT_OFFSET);
2001         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_PPR_OFFSET);
2002         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_GALOG_OFFSET);
2003 }
2004
2005 static void _irq_notifier_notify(struct irq_affinity_notify *notify,
2006                                  const cpumask_t *mask)
2007 {
2008         struct amd_iommu *iommu;
2009
2010         for_each_iommu(iommu) {
2011                 if (iommu->dev->irq == notify->irq) {
2012                         iommu_update_intcapxt(iommu);
2013                         break;
2014                 }
2015         }
2016 }
2017
2018 static void _irq_notifier_release(struct kref *ref)
2019 {
2020 }
2021
2022 static int iommu_init_intcapxt(struct amd_iommu *iommu)
2023 {
2024         int ret;
2025         struct irq_affinity_notify *notify = &iommu->intcapxt_notify;
2026
2027         /**
2028          * IntCapXT requires XTSup=1 and MsiCapMmioSup=1,
2029          * which can be inferred from amd_iommu_xt_mode.
2030          */
2031         if (amd_iommu_xt_mode != IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
2032                 return 0;
2033
2034         /**
2035          * Also, we need to setup notifier to update the IntCapXT registers
2036          * whenever the irq affinity is changed from user-space.
2037          */
2038         notify->irq = iommu->dev->irq;
2039         notify->notify = _irq_notifier_notify,
2040         notify->release = _irq_notifier_release,
2041         ret = irq_set_affinity_notifier(iommu->dev->irq, notify);
2042         if (ret) {
2043                 pr_err("Failed to register irq affinity notifier (devid=%#x, irq %d)\n",
2044                        iommu->devid, iommu->dev->irq);
2045                 return ret;
2046         }
2047
2048         iommu_update_intcapxt(iommu);
2049         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_INTCAPXT_EN);
2050         return ret;
2051 }
2052
2053 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
2054 {
2055         int ret;
2056
2057         if (iommu->int_enabled)
2058                 goto enable_faults;
2059
2060         if (iommu->dev->msi_cap)
2061                 ret = iommu_setup_msi(iommu);
2062         else
2063                 ret = -ENODEV;
2064
2065         if (ret)
2066                 return ret;
2067
2068 enable_faults:
2069         ret = iommu_init_intcapxt(iommu);
2070         if (ret)
2071                 return ret;
2072
2073         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
2074
2075         if (iommu->ppr_log != NULL)
2076                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPRINT_EN);
2077
2078         iommu_ga_log_enable(iommu);
2079
2080         return 0;
2081 }
2082
2083 /****************************************************************************
2084  *
2085  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
2086  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
2087  * gathered (like exclusion and unity mapping ranges).
2088  *
2089  ****************************************************************************/
2090
2091 static void __init free_unity_maps(void)
2092 {
2093         struct unity_map_entry *entry, *next;
2094
2095         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
2096                 list_del(&entry->list);
2097                 kfree(entry);
2098         }
2099 }
2100
2101 /* called for unity map ACPI definition */
2102 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
2103 {
2104         struct unity_map_entry *e = NULL;
2105         char *s;
2106
2107         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
2108         if (e == NULL)
2109                 return -ENOMEM;
2110
2111         switch (m->type) {
2112         default:
2113                 kfree(e);
2114                 return 0;
2115         case ACPI_IVMD_TYPE:
2116                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
2117                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
2118                 break;
2119         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
2120                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
2121                 e->devid_start = 0;
2122                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
2123                 break;
2124         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
2125                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
2126                 e->devid_start = m->devid;
2127                 e->devid_end = m->aux;
2128                 break;
2129         }
2130         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
2131         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
2132         e->prot = m->flags >> 1;
2133
2134         /*
2135          * Treat per-device exclusion ranges as r/w unity-mapped regions
2136          * since some buggy BIOSes might lead to the overwritten exclusion
2137          * range (exclusion_start and exclusion_length members). This
2138          * happens when there are multiple exclusion ranges (IVMD entries)
2139          * defined in ACPI table.
2140          */
2141         if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
2142                 e->prot = (IVMD_FLAG_IW | IVMD_FLAG_IR) >> 1;
2143
2144         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
2145                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
2146                     PCI_BUS_NUM(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
2147                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS_NUM(e->devid_end),
2148                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
2149                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
2150
2151         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
2152
2153         return 0;
2154 }
2155
2156 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
2157 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
2158 {
2159         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
2160         struct ivmd_header *m;
2161
2162         end += table->length;
2163         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
2164
2165         while (p < end) {
2166                 m = (struct ivmd_header *)p;
2167                 if (m->flags & (IVMD_FLAG_UNITY_MAP | IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
2168                         init_unity_map_range(m);
2169
2170                 p += m->length;
2171         }
2172
2173         return 0;
2174 }
2175
2176 /*
2177  * Init the device table to not allow DMA access for devices
2178  */
2179 static void init_device_table_dma(void)
2180 {
2181         u32 devid;
2182
2183         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
2184                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
2185                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
2186         }
2187 }
2188
2189 static void __init uninit_device_table_dma(void)
2190 {
2191         u32 devid;
2192
2193         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
2194                 amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = 0ULL;
2195                 amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0ULL;
2196         }
2197 }
2198
2199 static void init_device_table(void)
2200 {
2201         u32 devid;
2202
2203         if (!amd_iommu_irq_remap)
2204                 return;
2205
2206         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
2207                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IRQ_TBL_EN);
2208 }
2209
2210 static void iommu_init_flags(struct amd_iommu *iommu)
2211 {
2212         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
2213                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
2214                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
2215
2216         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
2217                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
2218                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
2219
2220         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
2221                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
2222                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
2223
2224         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
2225                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
2226                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
2227
2228         /*
2229          * make IOMMU memory accesses cache coherent
2230          */
2231         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
2232
2233         /* Set IOTLB invalidation timeout to 1s */
2234         iommu_set_inv_tlb_timeout(iommu, CTRL_INV_TO_1S);
2235 }
2236
2237 static void iommu_apply_resume_quirks(struct amd_iommu *iommu)
2238 {
2239         int i, j;
2240         u32 ioc_feature_control;
2241         struct pci_dev *pdev = iommu->root_pdev;
2242
2243         /* RD890 BIOSes may not have completely reconfigured the iommu */
2244         if (!is_rd890_iommu(iommu->dev) || !pdev)
2245                 return;
2246
2247         /*
2248          * First, we need to ensure that the iommu is enabled. This is
2249          * controlled by a register in the northbridge
2250          */
2251
2252         /* Select Northbridge indirect register 0x75 and enable writing */
2253         pci_write_config_dword(pdev, 0x60, 0x75 | (1 << 7));
2254         pci_read_config_dword(pdev, 0x64, &ioc_feature_control);
2255
2256         /* Enable the iommu */
2257         if (!(ioc_feature_control & 0x1))
2258                 pci_write_config_dword(pdev, 0x64, ioc_feature_control | 1);
2259
2260         /* Restore the iommu BAR */
2261         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
2262                                iommu->stored_addr_lo);
2263         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
2264                                iommu->stored_addr_hi);
2265
2266         /* Restore the l1 indirect regs for each of the 6 l1s */
2267         for (i = 0; i < 6; i++)
2268                 for (j = 0; j < 0x12; j++)
2269                         iommu_write_l1(iommu, i, j, iommu->stored_l1[i][j]);
2270
2271         /* Restore the l2 indirect regs */
2272         for (i = 0; i < 0x83; i++)
2273                 iommu_write_l2(iommu, i, iommu->stored_l2[i]);
2274
2275         /* Lock PCI setup registers */
2276         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
2277                                iommu->stored_addr_lo | 1);
2278 }
2279
2280 static void iommu_enable_ga(struct amd_iommu *iommu)
2281 {
2282 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2283         switch (amd_iommu_guest_ir) {
2284         case AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC:
2285                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GAM_EN);
2286                 fallthrough;
2287         case AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA:
2288                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GA_EN);
2289                 iommu->irte_ops = &irte_128_ops;
2290                 break;
2291         default:
2292                 iommu->irte_ops = &irte_32_ops;
2293                 break;
2294         }
2295 #endif
2296 }
2297
2298 static void early_enable_iommu(struct amd_iommu *iommu)
2299 {
2300         iommu_disable(iommu);
2301         iommu_init_flags(iommu);
2302         iommu_set_device_table(iommu);
2303         iommu_enable_command_buffer(iommu);
2304         iommu_enable_event_buffer(iommu);
2305         iommu_set_exclusion_range(iommu);
2306         iommu_enable_ga(iommu);
2307         iommu_enable_xt(iommu);
2308         iommu_enable(iommu);
2309         iommu_flush_all_caches(iommu);
2310 }
2311
2312 /*
2313  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
2314  * they have been initialized.
2315  *
2316  * Or if in kdump kernel and IOMMUs are all pre-enabled, try to copy
2317  * the old content of device table entries. Not this case or copy failed,
2318  * just continue as normal kernel does.
2319  */
2320 static void early_enable_iommus(void)
2321 {
2322         struct amd_iommu *iommu;
2323
2324
2325         if (!copy_device_table()) {
2326                 /*
2327                  * If come here because of failure in copying device table from old
2328                  * kernel with all IOMMUs enabled, print error message and try to
2329                  * free allocated old_dev_tbl_cpy.
2330                  */
2331                 if (amd_iommu_pre_enabled)
2332                         pr_err("Failed to copy DEV table from previous kernel.\n");
2333                 if (old_dev_tbl_cpy != NULL)
2334                         free_pages((unsigned long)old_dev_tbl_cpy,
2335                                         get_order(dev_table_size));
2336
2337                 for_each_iommu(iommu) {
2338                         clear_translation_pre_enabled(iommu);
2339                         early_enable_iommu(iommu);
2340                 }
2341         } else {
2342                 pr_info("Copied DEV table from previous kernel.\n");
2343                 free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
2344                                 get_order(dev_table_size));
2345                 amd_iommu_dev_table = old_dev_tbl_cpy;
2346                 for_each_iommu(iommu) {
2347                         iommu_disable_command_buffer(iommu);
2348                         iommu_disable_event_buffer(iommu);
2349                         iommu_enable_command_buffer(iommu);
2350                         iommu_enable_event_buffer(iommu);
2351                         iommu_enable_ga(iommu);
2352                         iommu_enable_xt(iommu);
2353                         iommu_set_device_table(iommu);
2354                         iommu_flush_all_caches(iommu);
2355                 }
2356         }
2357
2358 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2359         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
2360                 amd_iommu_irq_ops.capability |= (1 << IRQ_POSTING_CAP);
2361 #endif
2362 }
2363
2364 static void enable_iommus_v2(void)
2365 {
2366         struct amd_iommu *iommu;
2367
2368         for_each_iommu(iommu) {
2369                 iommu_enable_ppr_log(iommu);
2370                 iommu_enable_gt(iommu);
2371         }
2372 }
2373
2374 static void enable_iommus(void)
2375 {
2376         early_enable_iommus();
2377
2378         enable_iommus_v2();
2379 }
2380
2381 static void disable_iommus(void)
2382 {
2383         struct amd_iommu *iommu;
2384
2385         for_each_iommu(iommu)
2386                 iommu_disable(iommu);
2387
2388 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2389         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
2390                 amd_iommu_irq_ops.capability &= ~(1 << IRQ_POSTING_CAP);
2391 #endif
2392 }
2393
2394 /*
2395  * Suspend/Resume support
2396  * disable suspend until real resume implemented
2397  */
2398
2399 static void amd_iommu_resume(void)
2400 {
2401         struct amd_iommu *iommu;
2402
2403         for_each_iommu(iommu)
2404                 iommu_apply_resume_quirks(iommu);
2405
2406         /* re-load the hardware */
2407         enable_iommus();
2408
2409         amd_iommu_enable_interrupts();
2410 }
2411
2412 static int amd_iommu_suspend(void)
2413 {
2414         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
2415         disable_iommus();
2416
2417         return 0;
2418 }
2419
2420 static struct syscore_ops amd_iommu_syscore_ops = {
2421         .suspend = amd_iommu_suspend,
2422         .resume = amd_iommu_resume,
2423 };
2424
2425 static void __init free_iommu_resources(void)
2426 {
2427         kmemleak_free(irq_lookup_table);
2428         free_pages((unsigned long)irq_lookup_table,
2429                    get_order(rlookup_table_size));
2430         irq_lookup_table = NULL;
2431
2432         kmem_cache_destroy(amd_iommu_irq_cache);
2433         amd_iommu_irq_cache = NULL;
2434
2435         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
2436                    get_order(rlookup_table_size));
2437         amd_iommu_rlookup_table = NULL;
2438
2439         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
2440                    get_order(alias_table_size));
2441         amd_iommu_alias_table = NULL;
2442
2443         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
2444                    get_order(dev_table_size));
2445         amd_iommu_dev_table = NULL;
2446
2447         free_iommu_all();
2448 }
2449
2450 /* SB IOAPIC is always on this device in AMD systems */
2451 #define IOAPIC_SB_DEVID         ((0x00 << 8) | PCI_DEVFN(0x14, 0))
2452
2453 static bool __init check_ioapic_information(void)
2454 {
2455         const char *fw_bug = FW_BUG;
2456         bool ret, has_sb_ioapic;
2457         int idx;
2458
2459         has_sb_ioapic = false;
2460         ret           = false;
2461
2462         /*
2463          * If we have map overrides on the kernel command line the
2464          * messages in this function might not describe firmware bugs
2465          * anymore - so be careful
2466          */
2467         if (cmdline_maps)
2468                 fw_bug = "";
2469
2470         for (idx = 0; idx < nr_ioapics; idx++) {
2471                 int devid, id = mpc_ioapic_id(idx);
2472
2473                 devid = get_ioapic_devid(id);
2474                 if (devid < 0) {
2475                         pr_err("%s: IOAPIC[%d] not in IVRS table\n",
2476                                 fw_bug, id);
2477                         ret = false;
2478                 } else if (devid == IOAPIC_SB_DEVID) {
2479                         has_sb_ioapic = true;
2480                         ret           = true;
2481                 }
2482         }
2483
2484         if (!has_sb_ioapic) {
2485                 /*
2486                  * We expect the SB IOAPIC to be listed in the IVRS
2487                  * table. The system timer is connected to the SB IOAPIC
2488                  * and if we don't have it in the list the system will
2489                  * panic at boot time.  This situation usually happens
2490                  * when the BIOS is buggy and provides us the wrong
2491                  * device id for the IOAPIC in the system.
2492                  */
2493                 pr_err("%s: No southbridge IOAPIC found\n", fw_bug);
2494         }
2495
2496         if (!ret)
2497                 pr_err("Disabling interrupt remapping\n");
2498
2499         return ret;
2500 }
2501
2502 static void __init free_dma_resources(void)
2503 {
2504         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
2505                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
2506         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = NULL;
2507
2508         free_unity_maps();
2509 }
2510
2511 /*
2512  * This is the hardware init function for AMD IOMMU in the system.
2513  * This function is called either from amd_iommu_init or from the interrupt
2514  * remapping setup code.
2515  *
2516  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
2517  * four times:
2518  *
2519  *      1 pass) Discover the most comprehensive IVHD type to use.
2520  *
2521  *      2 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
2522  *              Upon this information the size of the data structures is
2523  *              determined that needs to be allocated.
2524  *
2525  *      3 pass) Initialize the data structures just allocated with the
2526  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
2527  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
2528  *              system to specific IOMMUs
2529  *
2530  *      4 pass) After the basic data structures are allocated and
2531  *              initialized we update them with information about memory
2532  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
2533  *              this last pass.
2534  *
2535  * After everything is set up the IOMMUs are enabled and the necessary
2536  * hotplug and suspend notifiers are registered.
2537  */
2538 static int __init early_amd_iommu_init(void)
2539 {
2540         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2541         acpi_status status;
2542         int i, remap_cache_sz, ret = 0;
2543         u32 pci_id;
2544
2545         if (!amd_iommu_detected)
2546                 return -ENODEV;
2547
2548         status = acpi_get_table("IVRS", 0, &ivrs_base);
2549         if (status == AE_NOT_FOUND)
2550                 return -ENODEV;
2551         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2552                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2553                 pr_err("IVRS table error: %s\n", err);
2554                 return -EINVAL;
2555         }
2556
2557         /*
2558          * Validate checksum here so we don't need to do it when
2559          * we actually parse the table
2560          */
2561         ret = check_ivrs_checksum(ivrs_base);
2562         if (ret)
2563                 goto out;
2564
2565         amd_iommu_target_ivhd_type = get_highest_supported_ivhd_type(ivrs_base);
2566         DUMP_printk("Using IVHD type %#x\n", amd_iommu_target_ivhd_type);
2567
2568         /*
2569          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
2570          * we need to handle. Upon this information the shared data
2571          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
2572          */
2573         ret = find_last_devid_acpi(ivrs_base);
2574         if (ret)
2575                 goto out;
2576
2577         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
2578         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
2579         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
2580
2581         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
2582         ret = -ENOMEM;
2583         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(
2584                                       GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA32,
2585                                       get_order(dev_table_size));
2586         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
2587                 goto out;
2588
2589         /*
2590          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
2591          * IOMMU see for that device
2592          */
2593         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
2594                         get_order(alias_table_size));
2595         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
2596                 goto out;
2597
2598         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
2599         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
2600                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2601                         get_order(rlookup_table_size));
2602         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
2603                 goto out;
2604
2605         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
2606                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2607                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
2608         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
2609                 goto out;
2610
2611         /*
2612          * let all alias entries point to itself
2613          */
2614         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
2615                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
2616
2617         /*
2618          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
2619          * error value placeholder
2620          */
2621         __set_bit(0, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
2622
2623         /*
2624          * now the data structures are allocated and basically initialized
2625          * start the real acpi table scan
2626          */
2627         ret = init_iommu_all(ivrs_base);
2628         if (ret)
2629                 goto out;
2630
2631         /* Disable IOMMU if there's Stoney Ridge graphics */
2632         for (i = 0; i < 32; i++) {
2633                 pci_id = read_pci_config(0, i, 0, 0);
2634                 if ((pci_id & 0xffff) == 0x1002 && (pci_id >> 16) == 0x98e4) {
2635                         pr_info("Disable IOMMU on Stoney Ridge\n");
2636                         amd_iommu_disabled = true;
2637                         break;
2638                 }
2639         }
2640
2641         /* Disable any previously enabled IOMMUs */
2642         if (!is_kdump_kernel() || amd_iommu_disabled)
2643                 disable_iommus();
2644
2645         if (amd_iommu_irq_remap)
2646                 amd_iommu_irq_remap = check_ioapic_information();
2647
2648         if (amd_iommu_irq_remap) {
2649                 /*
2650                  * Interrupt remapping enabled, create kmem_cache for the
2651                  * remapping tables.
2652                  */
2653                 ret = -ENOMEM;
2654                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
2655                         remap_cache_sz = MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32);
2656                 else
2657                         remap_cache_sz = MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2);
2658                 amd_iommu_irq_cache = kmem_cache_create("irq_remap_cache",
2659                                                         remap_cache_sz,
2660                                                         IRQ_TABLE_ALIGNMENT,
2661                                                         0, NULL);
2662                 if (!amd_iommu_irq_cache)
2663                         goto out;
2664
2665                 irq_lookup_table = (void *)__get_free_pages(
2666                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2667                                 get_order(rlookup_table_size));
2668                 kmemleak_alloc(irq_lookup_table, rlookup_table_size,
2669                                1, GFP_KERNEL);
2670                 if (!irq_lookup_table)
2671                         goto out;
2672         }
2673
2674         ret = init_memory_definitions(ivrs_base);
2675         if (ret)
2676                 goto out;
2677
2678         /* init the device table */
2679         init_device_table();
2680
2681 out:
2682         /* Don't leak any ACPI memory */
2683         acpi_put_table(ivrs_base);
2684         ivrs_base = NULL;
2685
2686         return ret;
2687 }
2688
2689 static int amd_iommu_enable_interrupts(void)
2690 {
2691         struct amd_iommu *iommu;
2692         int ret = 0;
2693
2694         for_each_iommu(iommu) {
2695                 ret = iommu_init_msi(iommu);
2696                 if (ret)
2697                         goto out;
2698         }
2699
2700 out:
2701         return ret;
2702 }
2703
2704 static bool detect_ivrs(void)
2705 {
2706         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2707         acpi_status status;
2708
2709         status = acpi_get_table("IVRS", 0, &ivrs_base);
2710         if (status == AE_NOT_FOUND)
2711                 return false;
2712         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2713                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2714                 pr_err("IVRS table error: %s\n", err);
2715                 return false;
2716         }
2717
2718         acpi_put_table(ivrs_base);
2719
2720         /* Make sure ACS will be enabled during PCI probe */
2721         pci_request_acs();
2722
2723         return true;
2724 }
2725
2726 /****************************************************************************
2727  *
2728  * AMD IOMMU Initialization State Machine
2729  *
2730  ****************************************************************************/
2731
2732 static int __init state_next(void)
2733 {
2734         int ret = 0;
2735
2736         switch (init_state) {
2737         case IOMMU_START_STATE:
2738                 if (!detect_ivrs()) {
2739                         init_state      = IOMMU_NOT_FOUND;
2740                         ret             = -ENODEV;
2741                 } else {
2742                         init_state      = IOMMU_IVRS_DETECTED;
2743                 }
2744                 break;
2745         case IOMMU_IVRS_DETECTED:
2746                 ret = early_amd_iommu_init();
2747                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_ACPI_FINISHED;
2748                 if (init_state == IOMMU_ACPI_FINISHED && amd_iommu_disabled) {
2749                         pr_info("AMD IOMMU disabled\n");
2750                         init_state = IOMMU_CMDLINE_DISABLED;
2751                         ret = -EINVAL;
2752                 }
2753                 break;
2754         case IOMMU_ACPI_FINISHED:
2755                 early_enable_iommus();
2756                 x86_platform.iommu_shutdown = disable_iommus;
2757                 init_state = IOMMU_ENABLED;
2758                 break;
2759         case IOMMU_ENABLED:
2760                 register_syscore_ops(&amd_iommu_syscore_ops);
2761                 ret = amd_iommu_init_pci();
2762                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_PCI_INIT;
2763                 enable_iommus_v2();
2764                 break;
2765         case IOMMU_PCI_INIT:
2766                 ret = amd_iommu_enable_interrupts();
2767                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_INTERRUPTS_EN;
2768                 break;
2769         case IOMMU_INTERRUPTS_EN:
2770                 ret = amd_iommu_init_dma_ops();
2771                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_DMA_OPS;
2772                 break;
2773         case IOMMU_DMA_OPS:
2774                 init_state = IOMMU_INITIALIZED;
2775                 break;
2776         case IOMMU_INITIALIZED:
2777                 /* Nothing to do */
2778                 break;
2779         case IOMMU_NOT_FOUND:
2780         case IOMMU_INIT_ERROR:
2781         case IOMMU_CMDLINE_DISABLED:
2782                 /* Error states => do nothing */
2783                 ret = -EINVAL;
2784                 break;
2785         default:
2786                 /* Unknown state */
2787                 BUG();
2788         }
2789
2790         if (ret) {
2791                 free_dma_resources();
2792                 if (!irq_remapping_enabled) {
2793                         disable_iommus();
2794                         free_iommu_resources();
2795                 } else {
2796                         struct amd_iommu *iommu;
2797
2798                         uninit_device_table_dma();
2799                         for_each_iommu(iommu)
2800                                 iommu_flush_all_caches(iommu);
2801                 }
2802         }
2803         return ret;
2804 }
2805
2806 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state)
2807 {
2808         int ret = -EINVAL;
2809
2810         while (init_state != state) {
2811                 if (init_state == IOMMU_NOT_FOUND         ||
2812                     init_state == IOMMU_INIT_ERROR        ||
2813                     init_state == IOMMU_CMDLINE_DISABLED)
2814                         break;
2815                 ret = state_next();
2816         }
2817
2818         return ret;
2819 }
2820
2821 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2822 int __init amd_iommu_prepare(void)
2823 {
2824         int ret;
2825
2826         amd_iommu_irq_remap = true;
2827
2828         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ACPI_FINISHED);
2829         if (ret)
2830                 return ret;
2831         return amd_iommu_irq_remap ? 0 : -ENODEV;
2832 }
2833
2834 int __init amd_iommu_enable(void)
2835 {
2836         int ret;
2837
2838         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ENABLED);
2839         if (ret)
2840                 return ret;
2841
2842         irq_remapping_enabled = 1;
2843         return amd_iommu_xt_mode;
2844 }
2845
2846 void amd_iommu_disable(void)
2847 {
2848         amd_iommu_suspend();
2849 }
2850
2851 int amd_iommu_reenable(int mode)
2852 {
2853         amd_iommu_resume();
2854
2855         return 0;
2856 }
2857
2858 int __init amd_iommu_enable_faulting(void)
2859 {
2860         /* We enable MSI later when PCI is initialized */
2861         return 0;
2862 }
2863 #endif
2864
2865 /*
2866  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
2867  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
2868  * code.
2869  */
2870 static int __init amd_iommu_init(void)
2871 {
2872         struct amd_iommu *iommu;
2873         int ret;
2874
2875         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_INITIALIZED);
2876 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
2877         if (ret && list_empty(&amd_iommu_list)) {
2878                 /*
2879                  * We failed to initialize the AMD IOMMU - try fallback
2880                  * to GART if possible.
2881                  */
2882                 gart_iommu_init();
2883         }
2884 #endif
2885
2886         for_each_iommu(iommu)
2887                 amd_iommu_debugfs_setup(iommu);
2888
2889         return ret;
2890 }
2891
2892 static bool amd_iommu_sme_check(void)
2893 {
2894         if (!sme_active() || (boot_cpu_data.x86 != 0x17))
2895                 return true;
2896
2897         /* For Fam17h, a specific level of support is required */
2898         if (boot_cpu_data.microcode >= 0x08001205)
2899                 return true;
2900
2901         if ((boot_cpu_data.microcode >= 0x08001126) &&
2902             (boot_cpu_data.microcode <= 0x080011ff))
2903                 return true;
2904
2905         pr_notice("IOMMU not currently supported when SME is active\n");
2906
2907         return false;
2908 }
2909
2910 /****************************************************************************
2911  *
2912  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
2913  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
2914  * IOMMUs
2915  *
2916  ****************************************************************************/
2917 int __init amd_iommu_detect(void)
2918 {
2919         int ret;
2920
2921         if (no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
2922                 return -ENODEV;
2923
2924         if (!amd_iommu_sme_check())
2925                 return -ENODEV;
2926
2927         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_IVRS_DETECTED);
2928         if (ret)
2929                 return ret;
2930
2931         amd_iommu_detected = true;
2932         iommu_detected = 1;
2933         x86_init.iommu.iommu_init = amd_iommu_init;
2934
2935         return 1;
2936 }
2937
2938 /****************************************************************************
2939  *
2940  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
2941  * options.
2942  *
2943  ****************************************************************************/
2944
2945 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
2946 {
2947         amd_iommu_dump = true;
2948
2949         return 1;
2950 }
2951
2952 static int __init parse_amd_iommu_intr(char *str)
2953 {
2954         for (; *str; ++str) {
2955                 if (strncmp(str, "legacy", 6) == 0) {
2956                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA;
2957                         break;
2958                 }
2959                 if (strncmp(str, "vapic", 5) == 0) {
2960                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC;
2961                         break;
2962                 }
2963         }
2964         return 1;
2965 }
2966
2967 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
2968 {
2969         for (; *str; ++str) {
2970                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
2971                         amd_iommu_unmap_flush = true;
2972                 if (strncmp(str, "off", 3) == 0)
2973                         amd_iommu_disabled = true;
2974                 if (strncmp(str, "force_isolation", 15) == 0)
2975                         amd_iommu_force_isolation = true;
2976         }
2977
2978         return 1;
2979 }
2980
2981 static int __init parse_ivrs_ioapic(char *str)
2982 {
2983         unsigned int bus, dev, fn;
2984         int ret, id, i;
2985         u16 devid;
2986
2987         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
2988
2989         if (ret != 4) {
2990                 pr_err("Invalid command line: ivrs_ioapic%s\n", str);
2991                 return 1;
2992         }
2993
2994         if (early_ioapic_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
2995                 pr_err("Early IOAPIC map overflow - ignoring ivrs_ioapic%s\n",
2996                         str);
2997                 return 1;
2998         }
2999
3000         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3001
3002         cmdline_maps                    = true;
3003         i                               = early_ioapic_map_size++;
3004         early_ioapic_map[i].id          = id;
3005         early_ioapic_map[i].devid       = devid;
3006         early_ioapic_map[i].cmd_line    = true;
3007
3008         return 1;
3009 }
3010
3011 static int __init parse_ivrs_hpet(char *str)
3012 {
3013         unsigned int bus, dev, fn;
3014         int ret, id, i;
3015         u16 devid;
3016
3017         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
3018
3019         if (ret != 4) {
3020                 pr_err("Invalid command line: ivrs_hpet%s\n", str);
3021                 return 1;
3022         }
3023
3024         if (early_hpet_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
3025                 pr_err("Early HPET map overflow - ignoring ivrs_hpet%s\n",
3026                         str);
3027                 return 1;
3028         }
3029
3030         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3031
3032         cmdline_maps                    = true;
3033         i                               = early_hpet_map_size++;
3034         early_hpet_map[i].id            = id;
3035         early_hpet_map[i].devid         = devid;
3036         early_hpet_map[i].cmd_line      = true;
3037
3038         return 1;
3039 }
3040
3041 static int __init parse_ivrs_acpihid(char *str)
3042 {
3043         u32 bus, dev, fn;
3044         char *hid, *uid, *p;
3045         char acpiid[ACPIHID_UID_LEN + ACPIHID_HID_LEN] = {0};
3046         int ret, i;
3047
3048         ret = sscanf(str, "[%x:%x.%x]=%s", &bus, &dev, &fn, acpiid);
3049         if (ret != 4) {
3050                 pr_err("Invalid command line: ivrs_acpihid(%s)\n", str);
3051                 return 1;
3052         }
3053
3054         p = acpiid;
3055         hid = strsep(&p, ":");
3056         uid = p;
3057
3058         if (!hid || !(*hid) || !uid) {
3059                 pr_err("Invalid command line: hid or uid\n");
3060                 return 1;
3061         }
3062
3063         i = early_acpihid_map_size++;
3064         memcpy(early_acpihid_map[i].hid, hid, strlen(hid));
3065         memcpy(early_acpihid_map[i].uid, uid, strlen(uid));
3066         early_acpihid_map[i].devid =
3067                 ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3068         early_acpihid_map[i].cmd_line   = true;
3069
3070         return 1;
3071 }
3072
3073 __setup("amd_iommu_dump",       parse_amd_iommu_dump);
3074 __setup("amd_iommu=",           parse_amd_iommu_options);
3075 __setup("amd_iommu_intr=",      parse_amd_iommu_intr);
3076 __setup("ivrs_ioapic",          parse_ivrs_ioapic);
3077 __setup("ivrs_hpet",            parse_ivrs_hpet);
3078 __setup("ivrs_acpihid",         parse_ivrs_acpihid);
3079
3080 IOMMU_INIT_FINISH(amd_iommu_detect,
3081                   gart_iommu_hole_init,
3082                   NULL,
3083                   NULL);
3084
3085 bool amd_iommu_v2_supported(void)
3086 {
3087         return amd_iommu_v2_present;
3088 }
3089 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_v2_supported);
3090
3091 struct amd_iommu *get_amd_iommu(unsigned int idx)
3092 {
3093         unsigned int i = 0;
3094         struct amd_iommu *iommu;
3095
3096         for_each_iommu(iommu)
3097                 if (i++ == idx)
3098                         return iommu;
3099         return NULL;
3100 }
3101 EXPORT_SYMBOL(get_amd_iommu);
3102
3103 /****************************************************************************
3104  *
3105  * IOMMU EFR Performance Counter support functionality. This code allows
3106  * access to the IOMMU PC functionality.
3107  *
3108  ****************************************************************************/
3109
3110 u8 amd_iommu_pc_get_max_banks(unsigned int idx)
3111 {
3112         struct amd_iommu *iommu = get_amd_iommu(idx);
3113
3114         if (iommu)
3115                 return iommu->max_banks;
3116
3117         return 0;
3118 }
3119 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_banks);
3120
3121 bool amd_iommu_pc_supported(void)
3122 {
3123         return amd_iommu_pc_present;
3124 }
3125 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_supported);
3126
3127 u8 amd_iommu_pc_get_max_counters(unsigned int idx)
3128 {
3129         struct amd_iommu *iommu = get_amd_iommu(idx);
3130
3131         if (iommu)
3132                 return iommu->max_counters;
3133
3134         return 0;
3135 }
3136 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_counters);
3137
3138 static int iommu_pc_get_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr,
3139                                 u8 fxn, u64 *value, bool is_write)
3140 {
3141         u32 offset;
3142         u32 max_offset_lim;
3143
3144         /* Make sure the IOMMU PC resource is available */
3145         if (!amd_iommu_pc_present)
3146                 return -ENODEV;
3147
3148         /* Check for valid iommu and pc register indexing */
3149         if (WARN_ON(!iommu || (fxn > 0x28) || (fxn & 7)))
3150                 return -ENODEV;
3151
3152         offset = (u32)(((0x40 | bank) << 12) | (cntr << 8) | fxn);
3153
3154         /* Limit the offset to the hw defined mmio region aperture */
3155         max_offset_lim = (u32)(((0x40 | iommu->max_banks) << 12) |
3156                                 (iommu->max_counters << 8) | 0x28);
3157         if ((offset < MMIO_CNTR_REG_OFFSET) ||
3158             (offset > max_offset_lim))
3159                 return -EINVAL;
3160
3161         if (is_write) {
3162                 u64 val = *value & GENMASK_ULL(47, 0);
3163
3164                 writel((u32)val, iommu->mmio_base + offset);
3165                 writel((val >> 32), iommu->mmio_base + offset + 4);
3166         } else {
3167                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset + 4);
3168                 *value <<= 32;
3169                 *value |= readl(iommu->mmio_base + offset);
3170                 *value &= GENMASK_ULL(47, 0);
3171         }
3172
3173         return 0;
3174 }
3175
3176 int amd_iommu_pc_get_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn, u64 *value)
3177 {
3178         if (!iommu)
3179                 return -EINVAL;
3180
3181         return iommu_pc_get_set_reg(iommu, bank, cntr, fxn, value, false);
3182 }
3183 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_reg);
3184
3185 int amd_iommu_pc_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn, u64 *value)
3186 {
3187         if (!iommu)
3188                 return -EINVAL;
3189
3190         return iommu_pc_get_set_reg(iommu, bank, cntr, fxn, value, true);
3191 }
3192 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_set_reg);