Merge branches 'acpi-apei', 'acpi-misc' and 'acpi-processor'
[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 #include <asm/set_memory.h>
33
34 #include <linux/crash_dump.h>
35
36 #include "amd_iommu.h"
37 #include "../irq_remapping.h"
38
39 /*
40  * definitions for the ACPI scanning code
41  */
42 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
43
44 #define ACPI_IVHD_TYPE_MAX_SUPPORTED    0x40
45 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
46 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
47 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
48
49 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
50 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
51 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
52 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
53 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
54 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
55 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
56 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
57 #define IVHD_DEV_SPECIAL                0x48
58 #define IVHD_DEV_ACPI_HID               0xf0
59
60 #define UID_NOT_PRESENT                 0
61 #define UID_IS_INTEGER                  1
62 #define UID_IS_CHARACTER                2
63
64 #define IVHD_SPECIAL_IOAPIC             1
65 #define IVHD_SPECIAL_HPET               2
66
67 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
68 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
69 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
70 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
71
72 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
73 #define IVMD_FLAG_IW                    0x04
74 #define IVMD_FLAG_IR                    0x02
75 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
76
77 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
78 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
79 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
80 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
81 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
82 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
83 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
84 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
85
86 #define LOOP_TIMEOUT    100000
87 /*
88  * ACPI table definitions
89  *
90  * These data structures are laid over the table to parse the important values
91  * out of it.
92  */
93
94 extern const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
95
96 /*
97  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
98  * or more ivhd_entrys.
99  */
100 struct ivhd_header {
101         u8 type;
102         u8 flags;
103         u16 length;
104         u16 devid;
105         u16 cap_ptr;
106         u64 mmio_phys;
107         u16 pci_seg;
108         u16 info;
109         u32 efr_attr;
110
111         /* Following only valid on IVHD type 11h and 40h */
112         u64 efr_reg; /* Exact copy of MMIO_EXT_FEATURES */
113         u64 res;
114 } __attribute__((packed));
115
116 /*
117  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
118  * which requestor ids they use.
119  */
120 struct ivhd_entry {
121         u8 type;
122         u16 devid;
123         u8 flags;
124         u32 ext;
125         u32 hidh;
126         u64 cid;
127         u8 uidf;
128         u8 uidl;
129         u8 uid;
130 } __attribute__((packed));
131
132 /*
133  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
134  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
135  */
136 struct ivmd_header {
137         u8 type;
138         u8 flags;
139         u16 length;
140         u16 devid;
141         u16 aux;
142         u64 resv;
143         u64 range_start;
144         u64 range_length;
145 } __attribute__((packed));
146
147 bool amd_iommu_dump;
148 bool amd_iommu_irq_remap __read_mostly;
149
150 int amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC;
151 static int amd_iommu_xt_mode = IRQ_REMAP_XAPIC_MODE;
152
153 static bool amd_iommu_detected;
154 static bool __initdata amd_iommu_disabled;
155 static int amd_iommu_target_ivhd_type;
156
157 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
158                                            to handle */
159 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
160                                            we find in ACPI */
161 bool amd_iommu_unmap_flush;             /* if true, flush on every unmap */
162
163 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
164                                            system */
165
166 /* Array to assign indices to IOMMUs*/
167 struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
168
169 /* Number of IOMMUs present in the system */
170 static int amd_iommus_present;
171
172 /* IOMMUs have a non-present cache? */
173 bool amd_iommu_np_cache __read_mostly;
174 bool amd_iommu_iotlb_sup __read_mostly = true;
175
176 u32 amd_iommu_max_pasid __read_mostly = ~0;
177
178 bool amd_iommu_v2_present __read_mostly;
179 static bool amd_iommu_pc_present __read_mostly;
180
181 bool amd_iommu_force_isolation __read_mostly;
182
183 /*
184  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
185  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
186  * information about the domain the device belongs to as well as the
187  * page table root pointer.
188  */
189 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
190 /*
191  * Pointer to a device table which the content of old device table
192  * will be copied to. It's only be used in kdump kernel.
193  */
194 static struct dev_table_entry *old_dev_tbl_cpy;
195
196 /*
197  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
198  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
199  * More than one device can share the same requestor id.
200  */
201 u16 *amd_iommu_alias_table;
202
203 /*
204  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
205  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
206  */
207 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
208 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_rlookup_table);
209
210 /*
211  * This table is used to find the irq remapping table for a given device id
212  * quickly.
213  */
214 struct irq_remap_table **irq_lookup_table;
215
216 /*
217  * AMD IOMMU allows up to 2^16 different protection domains. This is a bitmap
218  * to know which ones are already in use.
219  */
220 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
221
222 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
223 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
224 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
225
226 enum iommu_init_state {
227         IOMMU_START_STATE,
228         IOMMU_IVRS_DETECTED,
229         IOMMU_ACPI_FINISHED,
230         IOMMU_ENABLED,
231         IOMMU_PCI_INIT,
232         IOMMU_INTERRUPTS_EN,
233         IOMMU_DMA_OPS,
234         IOMMU_INITIALIZED,
235         IOMMU_NOT_FOUND,
236         IOMMU_INIT_ERROR,
237         IOMMU_CMDLINE_DISABLED,
238 };
239
240 /* Early ioapic and hpet maps from kernel command line */
241 #define EARLY_MAP_SIZE          4
242 static struct devid_map __initdata early_ioapic_map[EARLY_MAP_SIZE];
243 static struct devid_map __initdata early_hpet_map[EARLY_MAP_SIZE];
244 static struct acpihid_map_entry __initdata early_acpihid_map[EARLY_MAP_SIZE];
245
246 static int __initdata early_ioapic_map_size;
247 static int __initdata early_hpet_map_size;
248 static int __initdata early_acpihid_map_size;
249
250 static bool __initdata cmdline_maps;
251
252 static enum iommu_init_state init_state = IOMMU_START_STATE;
253
254 static int amd_iommu_enable_interrupts(void);
255 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state);
256 static void init_device_table_dma(void);
257
258 static bool amd_iommu_pre_enabled = true;
259
260 bool translation_pre_enabled(struct amd_iommu *iommu)
261 {
262         return (iommu->flags & AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED);
263 }
264 EXPORT_SYMBOL(translation_pre_enabled);
265
266 static void clear_translation_pre_enabled(struct amd_iommu *iommu)
267 {
268         iommu->flags &= ~AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED;
269 }
270
271 static void init_translation_status(struct amd_iommu *iommu)
272 {
273         u64 ctrl;
274
275         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
276         if (ctrl & (1<<CONTROL_IOMMU_EN))
277                 iommu->flags |= AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED;
278 }
279
280 static inline void update_last_devid(u16 devid)
281 {
282         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
283                 amd_iommu_last_bdf = devid;
284 }
285
286 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
287 {
288         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
289                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
290
291         return 1UL << shift;
292 }
293
294 int amd_iommu_get_num_iommus(void)
295 {
296         return amd_iommus_present;
297 }
298
299 /* Access to l1 and l2 indexed register spaces */
300
301 static u32 iommu_read_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address)
302 {
303         u32 val;
304
305         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
306         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xfc, &val);
307         return val;
308 }
309
310 static void iommu_write_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address, u32 val)
311 {
312         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16 | 1 << 31));
313         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xfc, val);
314         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
315 }
316
317 static u32 iommu_read_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address)
318 {
319         u32 val;
320
321         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, address);
322         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &val);
323         return val;
324 }
325
326 static void iommu_write_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address, u32 val)
327 {
328         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, (address | 1 << 8));
329         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, val);
330 }
331
332 /****************************************************************************
333  *
334  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
335  *
336  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
337  * MMIO space required for that driver.
338  *
339  ****************************************************************************/
340
341 /*
342  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
343  * exclusion range are passed through untranslated
344  */
345 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
346 {
347         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
348         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length - 1) & PAGE_MASK;
349         u64 entry;
350
351         if (!iommu->exclusion_start)
352                 return;
353
354         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
355         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
356                         &entry, sizeof(entry));
357
358         entry = limit;
359         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
360                         &entry, sizeof(entry));
361 }
362
363 static void iommu_set_cwwb_range(struct amd_iommu *iommu)
364 {
365         u64 start = iommu_virt_to_phys((void *)iommu->cmd_sem);
366         u64 entry = start & PM_ADDR_MASK;
367
368         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_SNP))
369                 return;
370
371         /* Note:
372          * Re-purpose Exclusion base/limit registers for Completion wait
373          * write-back base/limit.
374          */
375         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
376                     &entry, sizeof(entry));
377
378         /* Note:
379          * Default to 4 Kbytes, which can be specified by setting base
380          * address equal to the limit address.
381          */
382         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
383                     &entry, sizeof(entry));
384 }
385
386 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
387 static void iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
388 {
389         u64 entry;
390
391         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
392
393         entry = iommu_virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
394         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
395         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
396                         &entry, sizeof(entry));
397 }
398
399 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
400 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
401 {
402         u64 ctrl;
403
404         ctrl = readq(iommu->mmio_base +  MMIO_CONTROL_OFFSET);
405         ctrl |= (1ULL << bit);
406         writeq(ctrl, iommu->mmio_base +  MMIO_CONTROL_OFFSET);
407 }
408
409 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
410 {
411         u64 ctrl;
412
413         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
414         ctrl &= ~(1ULL << bit);
415         writeq(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
416 }
417
418 static void iommu_set_inv_tlb_timeout(struct amd_iommu *iommu, int timeout)
419 {
420         u64 ctrl;
421
422         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
423         ctrl &= ~CTRL_INV_TO_MASK;
424         ctrl |= (timeout << CONTROL_INV_TIMEOUT) & CTRL_INV_TO_MASK;
425         writeq(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
426 }
427
428 /* Function to enable the hardware */
429 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
430 {
431         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
432 }
433
434 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
435 {
436         if (!iommu->mmio_base)
437                 return;
438
439         /* Disable command buffer */
440         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
441
442         /* Disable event logging and event interrupts */
443         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
444         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
445
446         /* Disable IOMMU GA_LOG */
447         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_GALOG_EN);
448         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_GAINT_EN);
449
450         /* Disable IOMMU hardware itself */
451         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
452 }
453
454 /*
455  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
456  * the system has one.
457  */
458 static u8 __iomem * __init iommu_map_mmio_space(u64 address, u64 end)
459 {
460         if (!request_mem_region(address, end, "amd_iommu")) {
461                 pr_err("Can not reserve memory region %llx-%llx for mmio\n",
462                         address, end);
463                 pr_err("This is a BIOS bug. Please contact your hardware vendor\n");
464                 return NULL;
465         }
466
467         return (u8 __iomem *)ioremap(address, end);
468 }
469
470 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
471 {
472         if (iommu->mmio_base)
473                 iounmap(iommu->mmio_base);
474         release_mem_region(iommu->mmio_phys, iommu->mmio_phys_end);
475 }
476
477 static inline u32 get_ivhd_header_size(struct ivhd_header *h)
478 {
479         u32 size = 0;
480
481         switch (h->type) {
482         case 0x10:
483                 size = 24;
484                 break;
485         case 0x11:
486         case 0x40:
487                 size = 40;
488                 break;
489         }
490         return size;
491 }
492
493 /****************************************************************************
494  *
495  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
496  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
497  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
498  * structures is determined later.
499  *
500  ****************************************************************************/
501
502 /*
503  * This function calculates the length of a given IVHD entry
504  */
505 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
506 {
507         u32 type = ((struct ivhd_entry *)ivhd)->type;
508
509         if (type < 0x80) {
510                 return 0x04 << (*ivhd >> 6);
511         } else if (type == IVHD_DEV_ACPI_HID) {
512                 /* For ACPI_HID, offset 21 is uid len */
513                 return *((u8 *)ivhd + 21) + 22;
514         }
515         return 0;
516 }
517
518 /*
519  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
520  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
521  */
522 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
523 {
524         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
525         struct ivhd_entry *dev;
526
527         u32 ivhd_size = get_ivhd_header_size(h);
528
529         if (!ivhd_size) {
530                 pr_err("Unsupported IVHD type %#x\n", h->type);
531                 return -EINVAL;
532         }
533
534         p += ivhd_size;
535         end += h->length;
536
537         while (p < end) {
538                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
539                 switch (dev->type) {
540                 case IVHD_DEV_ALL:
541                         /* Use maximum BDF value for DEV_ALL */
542                         update_last_devid(0xffff);
543                         break;
544                 case IVHD_DEV_SELECT:
545                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
546                 case IVHD_DEV_ALIAS:
547                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
548                         /* all the above subfield types refer to device ids */
549                         update_last_devid(dev->devid);
550                         break;
551                 default:
552                         break;
553                 }
554                 p += ivhd_entry_length(p);
555         }
556
557         WARN_ON(p != end);
558
559         return 0;
560 }
561
562 static int __init check_ivrs_checksum(struct acpi_table_header *table)
563 {
564         int i;
565         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table;
566
567         for (i = 0; i < table->length; ++i)
568                 checksum += p[i];
569         if (checksum != 0) {
570                 /* ACPI table corrupt */
571                 pr_err(FW_BUG "IVRS invalid checksum\n");
572                 return -ENODEV;
573         }
574
575         return 0;
576 }
577
578 /*
579  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
580  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
581  * the ACPI table. So we check the checksum here.
582  */
583 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
584 {
585         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
586         struct ivhd_header *h;
587
588         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
589
590         end += table->length;
591         while (p < end) {
592                 h = (struct ivhd_header *)p;
593                 if (h->type == amd_iommu_target_ivhd_type) {
594                         int ret = find_last_devid_from_ivhd(h);
595
596                         if (ret)
597                                 return ret;
598                 }
599                 p += h->length;
600         }
601         WARN_ON(p != end);
602
603         return 0;
604 }
605
606 /****************************************************************************
607  *
608  * The following functions belong to the code path which parses the ACPI table
609  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
610  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
611  * basically initialize the hardware.
612  *
613  ****************************************************************************/
614
615 /*
616  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
617  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
618  * asynchronously
619  */
620 static int __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
621 {
622         iommu->cmd_buf = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
623                                                   get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
624
625         return iommu->cmd_buf ? 0 : -ENOMEM;
626 }
627
628 /*
629  * This function resets the command buffer if the IOMMU stopped fetching
630  * commands from it.
631  */
632 void amd_iommu_reset_cmd_buffer(struct amd_iommu *iommu)
633 {
634         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
635
636         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
637         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
638         iommu->cmd_buf_head = 0;
639         iommu->cmd_buf_tail = 0;
640
641         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
642 }
643
644 /*
645  * This function writes the command buffer address to the hardware and
646  * enables it.
647  */
648 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
649 {
650         u64 entry;
651
652         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
653
654         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
655         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
656
657         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
658                     &entry, sizeof(entry));
659
660         amd_iommu_reset_cmd_buffer(iommu);
661 }
662
663 /*
664  * This function disables the command buffer
665  */
666 static void iommu_disable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
667 {
668         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
669 }
670
671 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
672 {
673         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf, get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
674 }
675
676 static void *__init iommu_alloc_4k_pages(struct amd_iommu *iommu,
677                                          gfp_t gfp, size_t size)
678 {
679         int order = get_order(size);
680         void *buf = (void *)__get_free_pages(gfp, order);
681
682         if (buf &&
683             iommu_feature(iommu, FEATURE_SNP) &&
684             set_memory_4k((unsigned long)buf, (1 << order))) {
685                 free_pages((unsigned long)buf, order);
686                 buf = NULL;
687         }
688
689         return buf;
690 }
691
692 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
693 static int __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
694 {
695         iommu->evt_buf = iommu_alloc_4k_pages(iommu, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
696                                               EVT_BUFFER_SIZE);
697
698         return iommu->evt_buf ? 0 : -ENOMEM;
699 }
700
701 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
702 {
703         u64 entry;
704
705         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
706
707         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
708
709         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
710                     &entry, sizeof(entry));
711
712         /* set head and tail to zero manually */
713         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
714         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
715
716         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
717 }
718
719 /*
720  * This function disables the event log buffer
721  */
722 static void iommu_disable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
723 {
724         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
725 }
726
727 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
728 {
729         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
730 }
731
732 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
733 static int __init alloc_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
734 {
735         iommu->ppr_log = iommu_alloc_4k_pages(iommu, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
736                                               PPR_LOG_SIZE);
737
738         return iommu->ppr_log ? 0 : -ENOMEM;
739 }
740
741 static void iommu_enable_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
742 {
743         u64 entry;
744
745         if (iommu->ppr_log == NULL)
746                 return;
747
748         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->ppr_log) | PPR_LOG_SIZE_512;
749
750         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_LOG_OFFSET,
751                     &entry, sizeof(entry));
752
753         /* set head and tail to zero manually */
754         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
755         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
756
757         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPRLOG_EN);
758         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPR_EN);
759 }
760
761 static void __init free_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
762 {
763         free_pages((unsigned long)iommu->ppr_log, get_order(PPR_LOG_SIZE));
764 }
765
766 static void free_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
767 {
768 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
769         free_pages((unsigned long)iommu->ga_log, get_order(GA_LOG_SIZE));
770         free_pages((unsigned long)iommu->ga_log_tail, get_order(8));
771 #endif
772 }
773
774 static int iommu_ga_log_enable(struct amd_iommu *iommu)
775 {
776 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
777         u32 status, i;
778
779         if (!iommu->ga_log)
780                 return -EINVAL;
781
782         status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
783
784         /* Check if already running */
785         if (status & (MMIO_STATUS_GALOG_RUN_MASK))
786                 return 0;
787
788         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GAINT_EN);
789         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GALOG_EN);
790
791         for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
792                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
793                 if (status & (MMIO_STATUS_GALOG_RUN_MASK))
794                         break;
795         }
796
797         if (i >= LOOP_TIMEOUT)
798                 return -EINVAL;
799 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
800         return 0;
801 }
802
803 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
804 static int iommu_init_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
805 {
806         u64 entry;
807
808         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
809                 return 0;
810
811         iommu->ga_log = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
812                                         get_order(GA_LOG_SIZE));
813         if (!iommu->ga_log)
814                 goto err_out;
815
816         iommu->ga_log_tail = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
817                                         get_order(8));
818         if (!iommu->ga_log_tail)
819                 goto err_out;
820
821         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->ga_log) | GA_LOG_SIZE_512;
822         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_GA_LOG_BASE_OFFSET,
823                     &entry, sizeof(entry));
824         entry = (iommu_virt_to_phys(iommu->ga_log_tail) &
825                  (BIT_ULL(52)-1)) & ~7ULL;
826         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_GA_LOG_TAIL_OFFSET,
827                     &entry, sizeof(entry));
828         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
829         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
830
831         return 0;
832 err_out:
833         free_ga_log(iommu);
834         return -EINVAL;
835 }
836 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
837
838 static int iommu_init_ga(struct amd_iommu *iommu)
839 {
840         int ret = 0;
841
842 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
843         /* Note: We have already checked GASup from IVRS table.
844          *       Now, we need to make sure that GAMSup is set.
845          */
846         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
847             !iommu_feature(iommu, FEATURE_GAM_VAPIC))
848                 amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA;
849
850         ret = iommu_init_ga_log(iommu);
851 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
852
853         return ret;
854 }
855
856 static int __init alloc_cwwb_sem(struct amd_iommu *iommu)
857 {
858         iommu->cmd_sem = iommu_alloc_4k_pages(iommu, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO, 1);
859
860         return iommu->cmd_sem ? 0 : -ENOMEM;
861 }
862
863 static void __init free_cwwb_sem(struct amd_iommu *iommu)
864 {
865         if (iommu->cmd_sem)
866                 free_page((unsigned long)iommu->cmd_sem);
867 }
868
869 static void iommu_enable_xt(struct amd_iommu *iommu)
870 {
871 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
872         /*
873          * XT mode (32-bit APIC destination ID) requires
874          * GA mode (128-bit IRTE support) as a prerequisite.
875          */
876         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir) &&
877             amd_iommu_xt_mode == IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
878                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_XT_EN);
879 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
880 }
881
882 static void iommu_enable_gt(struct amd_iommu *iommu)
883 {
884         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_GT))
885                 return;
886
887         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GT_EN);
888 }
889
890 /* sets a specific bit in the device table entry. */
891 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
892 {
893         int i = (bit >> 6) & 0x03;
894         int _bit = bit & 0x3f;
895
896         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1UL << _bit);
897 }
898
899 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
900 {
901         int i = (bit >> 6) & 0x03;
902         int _bit = bit & 0x3f;
903
904         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1UL << _bit)) >> _bit;
905 }
906
907
908 static bool copy_device_table(void)
909 {
910         u64 int_ctl, int_tab_len, entry = 0, last_entry = 0;
911         struct dev_table_entry *old_devtb = NULL;
912         u32 lo, hi, devid, old_devtb_size;
913         phys_addr_t old_devtb_phys;
914         struct amd_iommu *iommu;
915         u16 dom_id, dte_v, irq_v;
916         gfp_t gfp_flag;
917         u64 tmp;
918
919         if (!amd_iommu_pre_enabled)
920                 return false;
921
922         pr_warn("Translation is already enabled - trying to copy translation structures\n");
923         for_each_iommu(iommu) {
924                 /* All IOMMUs should use the same device table with the same size */
925                 lo = readl(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET);
926                 hi = readl(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET + 4);
927                 entry = (((u64) hi) << 32) + lo;
928                 if (last_entry && last_entry != entry) {
929                         pr_err("IOMMU:%d should use the same dev table as others!\n",
930                                 iommu->index);
931                         return false;
932                 }
933                 last_entry = entry;
934
935                 old_devtb_size = ((entry & ~PAGE_MASK) + 1) << 12;
936                 if (old_devtb_size != dev_table_size) {
937                         pr_err("The device table size of IOMMU:%d is not expected!\n",
938                                 iommu->index);
939                         return false;
940                 }
941         }
942
943         /*
944          * When SME is enabled in the first kernel, the entry includes the
945          * memory encryption mask(sme_me_mask), we must remove the memory
946          * encryption mask to obtain the true physical address in kdump kernel.
947          */
948         old_devtb_phys = __sme_clr(entry) & PAGE_MASK;
949
950         if (old_devtb_phys >= 0x100000000ULL) {
951                 pr_err("The address of old device table is above 4G, not trustworthy!\n");
952                 return false;
953         }
954         old_devtb = (sme_active() && is_kdump_kernel())
955                     ? (__force void *)ioremap_encrypted(old_devtb_phys,
956                                                         dev_table_size)
957                     : memremap(old_devtb_phys, dev_table_size, MEMREMAP_WB);
958
959         if (!old_devtb)
960                 return false;
961
962         gfp_flag = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA32;
963         old_dev_tbl_cpy = (void *)__get_free_pages(gfp_flag,
964                                 get_order(dev_table_size));
965         if (old_dev_tbl_cpy == NULL) {
966                 pr_err("Failed to allocate memory for copying old device table!\n");
967                 return false;
968         }
969
970         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
971                 old_dev_tbl_cpy[devid] = old_devtb[devid];
972                 dom_id = old_devtb[devid].data[1] & DEV_DOMID_MASK;
973                 dte_v = old_devtb[devid].data[0] & DTE_FLAG_V;
974
975                 if (dte_v && dom_id) {
976                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[0] = old_devtb[devid].data[0];
977                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[1] = old_devtb[devid].data[1];
978                         __set_bit(dom_id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
979                         /* If gcr3 table existed, mask it out */
980                         if (old_devtb[devid].data[0] & DTE_FLAG_GV) {
981                                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
982                                 tmp |= DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
983                                 old_dev_tbl_cpy[devid].data[1] &= ~tmp;
984                                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
985                                 tmp |= DTE_FLAG_GV;
986                                 old_dev_tbl_cpy[devid].data[0] &= ~tmp;
987                         }
988                 }
989
990                 irq_v = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
991                 int_ctl = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_REMAP_INTCTL_MASK;
992                 int_tab_len = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_TABLE_LEN_MASK;
993                 if (irq_v && (int_ctl || int_tab_len)) {
994                         if ((int_ctl != DTE_IRQ_REMAP_INTCTL) ||
995                             (int_tab_len != DTE_IRQ_TABLE_LEN)) {
996                                 pr_err("Wrong old irq remapping flag: %#x\n", devid);
997                                 return false;
998                         }
999
1000                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[2] = old_devtb[devid].data[2];
1001                 }
1002         }
1003         memunmap(old_devtb);
1004
1005         return true;
1006 }
1007
1008 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
1009 {
1010         int sysmgt;
1011
1012         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
1013                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
1014
1015         if (sysmgt == 0x01)
1016                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
1017 }
1018
1019 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
1020 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1021 {
1022         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
1023 }
1024
1025 /*
1026  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
1027  * table and sets up the device table entry with that information
1028  */
1029 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
1030                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
1031 {
1032         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
1033                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
1034         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
1035                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
1036         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
1037                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
1038         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
1039                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
1040         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
1041                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
1042         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
1043                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
1044         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
1045                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
1046
1047         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1048
1049         set_iommu_for_device(iommu, devid);
1050 }
1051
1052 int __init add_special_device(u8 type, u8 id, u16 *devid, bool cmd_line)
1053 {
1054         struct devid_map *entry;
1055         struct list_head *list;
1056
1057         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
1058                 list = &ioapic_map;
1059         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
1060                 list = &hpet_map;
1061         else
1062                 return -EINVAL;
1063
1064         list_for_each_entry(entry, list, list) {
1065                 if (!(entry->id == id && entry->cmd_line))
1066                         continue;
1067
1068                 pr_info("Command-line override present for %s id %d - ignoring\n",
1069                         type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC ? "IOAPIC" : "HPET", id);
1070
1071                 *devid = entry->devid;
1072
1073                 return 0;
1074         }
1075
1076         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
1077         if (!entry)
1078                 return -ENOMEM;
1079
1080         entry->id       = id;
1081         entry->devid    = *devid;
1082         entry->cmd_line = cmd_line;
1083
1084         list_add_tail(&entry->list, list);
1085
1086         return 0;
1087 }
1088
1089 static int __init add_acpi_hid_device(u8 *hid, u8 *uid, u16 *devid,
1090                                       bool cmd_line)
1091 {
1092         struct acpihid_map_entry *entry;
1093         struct list_head *list = &acpihid_map;
1094
1095         list_for_each_entry(entry, list, list) {
1096                 if (strcmp(entry->hid, hid) ||
1097                     (*uid && *entry->uid && strcmp(entry->uid, uid)) ||
1098                     !entry->cmd_line)
1099                         continue;
1100
1101                 pr_info("Command-line override for hid:%s uid:%s\n",
1102                         hid, uid);
1103                 *devid = entry->devid;
1104                 return 0;
1105         }
1106
1107         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
1108         if (!entry)
1109                 return -ENOMEM;
1110
1111         memcpy(entry->uid, uid, strlen(uid));
1112         memcpy(entry->hid, hid, strlen(hid));
1113         entry->devid = *devid;
1114         entry->cmd_line = cmd_line;
1115         entry->root_devid = (entry->devid & (~0x7));
1116
1117         pr_info("%s, add hid:%s, uid:%s, rdevid:%d\n",
1118                 entry->cmd_line ? "cmd" : "ivrs",
1119                 entry->hid, entry->uid, entry->root_devid);
1120
1121         list_add_tail(&entry->list, list);
1122         return 0;
1123 }
1124
1125 static int __init add_early_maps(void)
1126 {
1127         int i, ret;
1128
1129         for (i = 0; i < early_ioapic_map_size; ++i) {
1130                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_IOAPIC,
1131                                          early_ioapic_map[i].id,
1132                                          &early_ioapic_map[i].devid,
1133                                          early_ioapic_map[i].cmd_line);
1134                 if (ret)
1135                         return ret;
1136         }
1137
1138         for (i = 0; i < early_hpet_map_size; ++i) {
1139                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_HPET,
1140                                          early_hpet_map[i].id,
1141                                          &early_hpet_map[i].devid,
1142                                          early_hpet_map[i].cmd_line);
1143                 if (ret)
1144                         return ret;
1145         }
1146
1147         for (i = 0; i < early_acpihid_map_size; ++i) {
1148                 ret = add_acpi_hid_device(early_acpihid_map[i].hid,
1149                                           early_acpihid_map[i].uid,
1150                                           &early_acpihid_map[i].devid,
1151                                           early_acpihid_map[i].cmd_line);
1152                 if (ret)
1153                         return ret;
1154         }
1155
1156         return 0;
1157 }
1158
1159 /*
1160  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
1161  * initializes the hardware and our data structures with it.
1162  */
1163 static int __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
1164                                         struct ivhd_header *h)
1165 {
1166         u8 *p = (u8 *)h;
1167         u8 *end = p, flags = 0;
1168         u16 devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
1169         u32 dev_i, ext_flags = 0;
1170         bool alias = false;
1171         struct ivhd_entry *e;
1172         u32 ivhd_size;
1173         int ret;
1174
1175
1176         ret = add_early_maps();
1177         if (ret)
1178                 return ret;
1179
1180         amd_iommu_apply_ivrs_quirks();
1181
1182         /*
1183          * First save the recommended feature enable bits from ACPI
1184          */
1185         iommu->acpi_flags = h->flags;
1186
1187         /*
1188          * Done. Now parse the device entries
1189          */
1190         ivhd_size = get_ivhd_header_size(h);
1191         if (!ivhd_size) {
1192                 pr_err("Unsupported IVHD type %#x\n", h->type);
1193                 return -EINVAL;
1194         }
1195
1196         p += ivhd_size;
1197
1198         end += h->length;
1199
1200
1201         while (p < end) {
1202                 e = (struct ivhd_entry *)p;
1203                 switch (e->type) {
1204                 case IVHD_DEV_ALL:
1205
1206                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\tflags: %02x\n", e->flags);
1207
1208                         for (dev_i = 0; dev_i <= amd_iommu_last_bdf; ++dev_i)
1209                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i, e->flags, 0);
1210                         break;
1211                 case IVHD_DEV_SELECT:
1212
1213                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1214                                     "flags: %02x\n",
1215                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1216                                     PCI_SLOT(e->devid),
1217                                     PCI_FUNC(e->devid),
1218                                     e->flags);
1219
1220                         devid = e->devid;
1221                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1222                         break;
1223                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
1224
1225                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
1226                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
1227                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1228                                     PCI_SLOT(e->devid),
1229                                     PCI_FUNC(e->devid),
1230                                     e->flags);
1231
1232                         devid_start = e->devid;
1233                         flags = e->flags;
1234                         ext_flags = 0;
1235                         alias = false;
1236                         break;
1237                 case IVHD_DEV_ALIAS:
1238
1239                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1240                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
1241                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1242                                     PCI_SLOT(e->devid),
1243                                     PCI_FUNC(e->devid),
1244                                     e->flags,
1245                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
1246                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
1247                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
1248
1249                         devid = e->devid;
1250                         devid_to = e->ext >> 8;
1251                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
1252                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
1253                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
1254                         break;
1255                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
1256
1257                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
1258                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
1259                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
1260                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1261                                     PCI_SLOT(e->devid),
1262                                     PCI_FUNC(e->devid),
1263                                     e->flags,
1264                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
1265                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
1266                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
1267
1268                         devid_start = e->devid;
1269                         flags = e->flags;
1270                         devid_to = e->ext >> 8;
1271                         ext_flags = 0;
1272                         alias = true;
1273                         break;
1274                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
1275
1276                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1277                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
1278                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1279                                     PCI_SLOT(e->devid),
1280                                     PCI_FUNC(e->devid),
1281                                     e->flags, e->ext);
1282
1283                         devid = e->devid;
1284                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
1285                                                 e->ext);
1286                         break;
1287                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
1288
1289                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
1290                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
1291                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1292                                     PCI_SLOT(e->devid),
1293                                     PCI_FUNC(e->devid),
1294                                     e->flags, e->ext);
1295
1296                         devid_start = e->devid;
1297                         flags = e->flags;
1298                         ext_flags = e->ext;
1299                         alias = false;
1300                         break;
1301                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
1302
1303                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
1304                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1305                                     PCI_SLOT(e->devid),
1306                                     PCI_FUNC(e->devid));
1307
1308                         devid = e->devid;
1309                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
1310                                 if (alias) {
1311                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
1312                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
1313                                                 devid_to, flags, ext_flags);
1314                                 }
1315                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
1316                                                         flags, ext_flags);
1317                         }
1318                         break;
1319                 case IVHD_DEV_SPECIAL: {
1320                         u8 handle, type;
1321                         const char *var;
1322                         u16 devid;
1323                         int ret;
1324
1325                         handle = e->ext & 0xff;
1326                         devid  = (e->ext >>  8) & 0xffff;
1327                         type   = (e->ext >> 24) & 0xff;
1328
1329                         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
1330                                 var = "IOAPIC";
1331                         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
1332                                 var = "HPET";
1333                         else
1334                                 var = "UNKNOWN";
1335
1336                         DUMP_printk("  DEV_SPECIAL(%s[%d])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
1337                                     var, (int)handle,
1338                                     PCI_BUS_NUM(devid),
1339                                     PCI_SLOT(devid),
1340                                     PCI_FUNC(devid));
1341
1342                         ret = add_special_device(type, handle, &devid, false);
1343                         if (ret)
1344                                 return ret;
1345
1346                         /*
1347                          * add_special_device might update the devid in case a
1348                          * command-line override is present. So call
1349                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
1350                          */
1351                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1352
1353                         break;
1354                 }
1355                 case IVHD_DEV_ACPI_HID: {
1356                         u16 devid;
1357                         u8 hid[ACPIHID_HID_LEN];
1358                         u8 uid[ACPIHID_UID_LEN];
1359                         int ret;
1360
1361                         if (h->type != 0x40) {
1362                                 pr_err(FW_BUG "Invalid IVHD device type %#x\n",
1363                                        e->type);
1364                                 break;
1365                         }
1366
1367                         memcpy(hid, (u8 *)(&e->ext), ACPIHID_HID_LEN - 1);
1368                         hid[ACPIHID_HID_LEN - 1] = '\0';
1369
1370                         if (!(*hid)) {
1371                                 pr_err(FW_BUG "Invalid HID.\n");
1372                                 break;
1373                         }
1374
1375                         uid[0] = '\0';
1376                         switch (e->uidf) {
1377                         case UID_NOT_PRESENT:
1378
1379                                 if (e->uidl != 0)
1380                                         pr_warn(FW_BUG "Invalid UID length.\n");
1381
1382                                 break;
1383                         case UID_IS_INTEGER:
1384
1385                                 sprintf(uid, "%d", e->uid);
1386
1387                                 break;
1388                         case UID_IS_CHARACTER:
1389
1390                                 memcpy(uid, &e->uid, e->uidl);
1391                                 uid[e->uidl] = '\0';
1392
1393                                 break;
1394                         default:
1395                                 break;
1396                         }
1397
1398                         devid = e->devid;
1399                         DUMP_printk("  DEV_ACPI_HID(%s[%s])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
1400                                     hid, uid,
1401                                     PCI_BUS_NUM(devid),
1402                                     PCI_SLOT(devid),
1403                                     PCI_FUNC(devid));
1404
1405                         flags = e->flags;
1406
1407                         ret = add_acpi_hid_device(hid, uid, &devid, false);
1408                         if (ret)
1409                                 return ret;
1410
1411                         /*
1412                          * add_special_device might update the devid in case a
1413                          * command-line override is present. So call
1414                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
1415                          */
1416                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1417
1418                         break;
1419                 }
1420                 default:
1421                         break;
1422                 }
1423
1424                 p += ivhd_entry_length(p);
1425         }
1426
1427         return 0;
1428 }
1429
1430 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
1431 {
1432         free_cwwb_sem(iommu);
1433         free_command_buffer(iommu);
1434         free_event_buffer(iommu);
1435         free_ppr_log(iommu);
1436         free_ga_log(iommu);
1437         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
1438 }
1439
1440 static void __init free_iommu_all(void)
1441 {
1442         struct amd_iommu *iommu, *next;
1443
1444         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
1445                 list_del(&iommu->list);
1446                 free_iommu_one(iommu);
1447                 kfree(iommu);
1448         }
1449 }
1450
1451 /*
1452  * Family15h Model 10h-1fh erratum 746 (IOMMU Logging May Stall Translations)
1453  * Workaround:
1454  *     BIOS should disable L2B micellaneous clock gating by setting
1455  *     L2_L2B_CK_GATE_CONTROL[CKGateL2BMiscDisable](D0F2xF4_x90[2]) = 1b
1456  */
1457 static void amd_iommu_erratum_746_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1458 {
1459         u32 value;
1460
1461         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1462             (boot_cpu_data.x86_model < 0x10) ||
1463             (boot_cpu_data.x86_model > 0x1f))
1464                 return;
1465
1466         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1467         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &value);
1468
1469         if (value & BIT(2))
1470                 return;
1471
1472         /* Select NB indirect register 0x90 and enable writing */
1473         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90 | (1 << 8));
1474
1475         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, value | 0x4);
1476         pci_info(iommu->dev, "Applying erratum 746 workaround\n");
1477
1478         /* Clear the enable writing bit */
1479         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1480 }
1481
1482 /*
1483  * Family15h Model 30h-3fh (IOMMU Mishandles ATS Write Permission)
1484  * Workaround:
1485  *     BIOS should enable ATS write permission check by setting
1486  *     L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis](D0F2xF4_x47[0]) = 1b
1487  */
1488 static void amd_iommu_ats_write_check_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1489 {
1490         u32 value;
1491
1492         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1493             (boot_cpu_data.x86_model < 0x30) ||
1494             (boot_cpu_data.x86_model > 0x3f))
1495                 return;
1496
1497         /* Test L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] == 1 */
1498         value = iommu_read_l2(iommu, 0x47);
1499
1500         if (value & BIT(0))
1501                 return;
1502
1503         /* Set L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] = 1 */
1504         iommu_write_l2(iommu, 0x47, value | BIT(0));
1505
1506         pci_info(iommu->dev, "Applying ATS write check workaround\n");
1507 }
1508
1509 /*
1510  * This function clues the initialization function for one IOMMU
1511  * together and also allocates the command buffer and programs the
1512  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
1513  */
1514 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
1515 {
1516         int ret;
1517
1518         raw_spin_lock_init(&iommu->lock);
1519         iommu->cmd_sem_val = 0;
1520
1521         /* Add IOMMU to internal data structures */
1522         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
1523         iommu->index = amd_iommus_present++;
1524
1525         if (unlikely(iommu->index >= MAX_IOMMUS)) {
1526                 WARN(1, "System has more IOMMUs than supported by this driver\n");
1527                 return -ENOSYS;
1528         }
1529
1530         /* Index is fine - add IOMMU to the array */
1531         amd_iommus[iommu->index] = iommu;
1532
1533         /*
1534          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
1535          */
1536         iommu->devid   = h->devid;
1537         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
1538         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
1539         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
1540
1541         switch (h->type) {
1542         case 0x10:
1543                 /* Check if IVHD EFR contains proper max banks/counters */
1544                 if ((h->efr_attr != 0) &&
1545                     ((h->efr_attr & (0xF << 13)) != 0) &&
1546                     ((h->efr_attr & (0x3F << 17)) != 0))
1547                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1548                 else
1549                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1550
1551                 /*
1552                  * Note: GA (128-bit IRTE) mode requires cmpxchg16b supports.
1553                  * GAM also requires GA mode. Therefore, we need to
1554                  * check cmpxchg16b support before enabling it.
1555                  */
1556                 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_CX16) ||
1557                     ((h->efr_attr & (0x1 << IOMMU_FEAT_GASUP_SHIFT)) == 0))
1558                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY;
1559                 break;
1560         case 0x11:
1561         case 0x40:
1562                 if (h->efr_reg & (1 << 9))
1563                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1564                 else
1565                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1566
1567                 /*
1568                  * Note: GA (128-bit IRTE) mode requires cmpxchg16b supports.
1569                  * XT, GAM also requires GA mode. Therefore, we need to
1570                  * check cmpxchg16b support before enabling them.
1571                  */
1572                 if (!boot_cpu_has(X86_FEATURE_CX16) ||
1573                     ((h->efr_reg & (0x1 << IOMMU_EFR_GASUP_SHIFT)) == 0)) {
1574                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY;
1575                         break;
1576                 }
1577
1578                 /*
1579                  * Note: Since iommu_update_intcapxt() leverages
1580                  * the IOMMU MMIO access to MSI capability block registers
1581                  * for MSI address lo/hi/data, we need to check both
1582                  * EFR[XtSup] and EFR[MsiCapMmioSup] for x2APIC support.
1583                  */
1584                 if ((h->efr_reg & BIT(IOMMU_EFR_XTSUP_SHIFT)) &&
1585                     (h->efr_reg & BIT(IOMMU_EFR_MSICAPMMIOSUP_SHIFT)))
1586                         amd_iommu_xt_mode = IRQ_REMAP_X2APIC_MODE;
1587                 break;
1588         default:
1589                 return -EINVAL;
1590         }
1591
1592         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(iommu->mmio_phys,
1593                                                 iommu->mmio_phys_end);
1594         if (!iommu->mmio_base)
1595                 return -ENOMEM;
1596
1597         if (alloc_cwwb_sem(iommu))
1598                 return -ENOMEM;
1599
1600         if (alloc_command_buffer(iommu))
1601                 return -ENOMEM;
1602
1603         if (alloc_event_buffer(iommu))
1604                 return -ENOMEM;
1605
1606         iommu->int_enabled = false;
1607
1608         init_translation_status(iommu);
1609         if (translation_pre_enabled(iommu) && !is_kdump_kernel()) {
1610                 iommu_disable(iommu);
1611                 clear_translation_pre_enabled(iommu);
1612                 pr_warn("Translation was enabled for IOMMU:%d but we are not in kdump mode\n",
1613                         iommu->index);
1614         }
1615         if (amd_iommu_pre_enabled)
1616                 amd_iommu_pre_enabled = translation_pre_enabled(iommu);
1617
1618         ret = init_iommu_from_acpi(iommu, h);
1619         if (ret)
1620                 return ret;
1621
1622         ret = amd_iommu_create_irq_domain(iommu);
1623         if (ret)
1624                 return ret;
1625
1626         /*
1627          * Make sure IOMMU is not considered to translate itself. The IVRS
1628          * table tells us so, but this is a lie!
1629          */
1630         amd_iommu_rlookup_table[iommu->devid] = NULL;
1631
1632         return 0;
1633 }
1634
1635 /**
1636  * get_highest_supported_ivhd_type - Look up the appropriate IVHD type
1637  * @ivrs: Pointer to the IVRS header
1638  *
1639  * This function search through all IVDB of the maximum supported IVHD
1640  */
1641 static u8 get_highest_supported_ivhd_type(struct acpi_table_header *ivrs)
1642 {
1643         u8 *base = (u8 *)ivrs;
1644         struct ivhd_header *ivhd = (struct ivhd_header *)
1645                                         (base + IVRS_HEADER_LENGTH);
1646         u8 last_type = ivhd->type;
1647         u16 devid = ivhd->devid;
1648
1649         while (((u8 *)ivhd - base < ivrs->length) &&
1650                (ivhd->type <= ACPI_IVHD_TYPE_MAX_SUPPORTED)) {
1651                 u8 *p = (u8 *) ivhd;
1652
1653                 if (ivhd->devid == devid)
1654                         last_type = ivhd->type;
1655                 ivhd = (struct ivhd_header *)(p + ivhd->length);
1656         }
1657
1658         return last_type;
1659 }
1660
1661 /*
1662  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
1663  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
1664  */
1665 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
1666 {
1667         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1668         struct ivhd_header *h;
1669         struct amd_iommu *iommu;
1670         int ret;
1671
1672         end += table->length;
1673         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1674
1675         while (p < end) {
1676                 h = (struct ivhd_header *)p;
1677                 if (*p == amd_iommu_target_ivhd_type) {
1678
1679                         DUMP_printk("device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
1680                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
1681                                     PCI_BUS_NUM(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
1682                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
1683                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
1684                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
1685                                     h->mmio_phys);
1686
1687                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
1688                         if (iommu == NULL)
1689                                 return -ENOMEM;
1690
1691                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
1692                         if (ret)
1693                                 return ret;
1694                 }
1695                 p += h->length;
1696
1697         }
1698         WARN_ON(p != end);
1699
1700         return 0;
1701 }
1702
1703 static int iommu_pc_get_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr,
1704                                 u8 fxn, u64 *value, bool is_write);
1705
1706 static void init_iommu_perf_ctr(struct amd_iommu *iommu)
1707 {
1708         struct pci_dev *pdev = iommu->dev;
1709         u64 val = 0xabcd, val2 = 0, save_reg = 0;
1710
1711         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_PC))
1712                 return;
1713
1714         amd_iommu_pc_present = true;
1715
1716         /* save the value to restore, if writable */
1717         if (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &save_reg, false))
1718                 goto pc_false;
1719
1720         /* Check if the performance counters can be written to */
1721         if ((iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &val, true)) ||
1722             (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &val2, false)) ||
1723             (val != val2))
1724                 goto pc_false;
1725
1726         /* restore */
1727         if (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &save_reg, true))
1728                 goto pc_false;
1729
1730         pci_info(pdev, "IOMMU performance counters supported\n");
1731
1732         val = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CNTR_CONF_OFFSET);
1733         iommu->max_banks = (u8) ((val >> 12) & 0x3f);
1734         iommu->max_counters = (u8) ((val >> 7) & 0xf);
1735
1736         return;
1737
1738 pc_false:
1739         pci_err(pdev, "Unable to read/write to IOMMU perf counter.\n");
1740         amd_iommu_pc_present = false;
1741         return;
1742 }
1743
1744 static ssize_t amd_iommu_show_cap(struct device *dev,
1745                                   struct device_attribute *attr,
1746                                   char *buf)
1747 {
1748         struct amd_iommu *iommu = dev_to_amd_iommu(dev);
1749         return sprintf(buf, "%x\n", iommu->cap);
1750 }
1751 static DEVICE_ATTR(cap, S_IRUGO, amd_iommu_show_cap, NULL);
1752
1753 static ssize_t amd_iommu_show_features(struct device *dev,
1754                                        struct device_attribute *attr,
1755                                        char *buf)
1756 {
1757         struct amd_iommu *iommu = dev_to_amd_iommu(dev);
1758         return sprintf(buf, "%llx\n", iommu->features);
1759 }
1760 static DEVICE_ATTR(features, S_IRUGO, amd_iommu_show_features, NULL);
1761
1762 static struct attribute *amd_iommu_attrs[] = {
1763         &dev_attr_cap.attr,
1764         &dev_attr_features.attr,
1765         NULL,
1766 };
1767
1768 static struct attribute_group amd_iommu_group = {
1769         .name = "amd-iommu",
1770         .attrs = amd_iommu_attrs,
1771 };
1772
1773 static const struct attribute_group *amd_iommu_groups[] = {
1774         &amd_iommu_group,
1775         NULL,
1776 };
1777
1778 static int __init iommu_init_pci(struct amd_iommu *iommu)
1779 {
1780         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
1781         int ret;
1782
1783         iommu->dev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(iommu->devid),
1784                                                  iommu->devid & 0xff);
1785         if (!iommu->dev)
1786                 return -ENODEV;
1787
1788         /* Prevent binding other PCI device drivers to IOMMU devices */
1789         iommu->dev->match_driver = false;
1790
1791         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
1792                               &iommu->cap);
1793
1794         if (!(iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_IOTLB)))
1795                 amd_iommu_iotlb_sup = false;
1796
1797         /* read extended feature bits */
1798         iommu->features = readq(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES);
1799
1800         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT)) {
1801                 int glxval;
1802                 u32 max_pasid;
1803                 u64 pasmax;
1804
1805                 pasmax = iommu->features & FEATURE_PASID_MASK;
1806                 pasmax >>= FEATURE_PASID_SHIFT;
1807                 max_pasid  = (1 << (pasmax + 1)) - 1;
1808
1809                 amd_iommu_max_pasid = min(amd_iommu_max_pasid, max_pasid);
1810
1811                 BUG_ON(amd_iommu_max_pasid & ~PASID_MASK);
1812
1813                 glxval   = iommu->features & FEATURE_GLXVAL_MASK;
1814                 glxval >>= FEATURE_GLXVAL_SHIFT;
1815
1816                 if (amd_iommu_max_glx_val == -1)
1817                         amd_iommu_max_glx_val = glxval;
1818                 else
1819                         amd_iommu_max_glx_val = min(amd_iommu_max_glx_val, glxval);
1820         }
1821
1822         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT) &&
1823             iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1824                 iommu->is_iommu_v2   = true;
1825                 amd_iommu_v2_present = true;
1826         }
1827
1828         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR) && alloc_ppr_log(iommu))
1829                 return -ENOMEM;
1830
1831         ret = iommu_init_ga(iommu);
1832         if (ret)
1833                 return ret;
1834
1835         if (iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE))
1836                 amd_iommu_np_cache = true;
1837
1838         init_iommu_perf_ctr(iommu);
1839
1840         if (is_rd890_iommu(iommu->dev)) {
1841                 int i, j;
1842
1843                 iommu->root_pdev =
1844                         pci_get_domain_bus_and_slot(0, iommu->dev->bus->number,
1845                                                     PCI_DEVFN(0, 0));
1846
1847                 /*
1848                  * Some rd890 systems may not be fully reconfigured by the
1849                  * BIOS, so it's necessary for us to store this information so
1850                  * it can be reprogrammed on resume
1851                  */
1852                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1853                                 &iommu->stored_addr_lo);
1854                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1855                                 &iommu->stored_addr_hi);
1856
1857                 /* Low bit locks writes to configuration space */
1858                 iommu->stored_addr_lo &= ~1;
1859
1860                 for (i = 0; i < 6; i++)
1861                         for (j = 0; j < 0x12; j++)
1862                                 iommu->stored_l1[i][j] = iommu_read_l1(iommu, i, j);
1863
1864                 for (i = 0; i < 0x83; i++)
1865                         iommu->stored_l2[i] = iommu_read_l2(iommu, i);
1866         }
1867
1868         amd_iommu_erratum_746_workaround(iommu);
1869         amd_iommu_ats_write_check_workaround(iommu);
1870
1871         iommu_device_sysfs_add(&iommu->iommu, &iommu->dev->dev,
1872                                amd_iommu_groups, "ivhd%d", iommu->index);
1873         iommu_device_set_ops(&iommu->iommu, &amd_iommu_ops);
1874         iommu_device_register(&iommu->iommu);
1875
1876         return pci_enable_device(iommu->dev);
1877 }
1878
1879 static void print_iommu_info(void)
1880 {
1881         static const char * const feat_str[] = {
1882                 "PreF", "PPR", "X2APIC", "NX", "GT", "[5]",
1883                 "IA", "GA", "HE", "PC"
1884         };
1885         struct amd_iommu *iommu;
1886
1887         for_each_iommu(iommu) {
1888                 struct pci_dev *pdev = iommu->dev;
1889                 int i;
1890
1891                 pci_info(pdev, "Found IOMMU cap 0x%hx\n", iommu->cap_ptr);
1892
1893                 if (iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_EFR)) {
1894                         pci_info(pdev, "Extended features (%#llx):",
1895                                  iommu->features);
1896                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(feat_str); ++i) {
1897                                 if (iommu_feature(iommu, (1ULL << i)))
1898                                         pr_cont(" %s", feat_str[i]);
1899                         }
1900
1901                         if (iommu->features & FEATURE_GAM_VAPIC)
1902                                 pr_cont(" GA_vAPIC");
1903
1904                         pr_cont("\n");
1905                 }
1906         }
1907         if (irq_remapping_enabled) {
1908                 pr_info("Interrupt remapping enabled\n");
1909                 if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
1910                         pr_info("Virtual APIC enabled\n");
1911                 if (amd_iommu_xt_mode == IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
1912                         pr_info("X2APIC enabled\n");
1913         }
1914 }
1915
1916 static int __init amd_iommu_init_pci(void)
1917 {
1918         struct amd_iommu *iommu;
1919         int ret = 0;
1920
1921         for_each_iommu(iommu) {
1922                 ret = iommu_init_pci(iommu);
1923                 if (ret)
1924                         break;
1925
1926                 /* Need to setup range after PCI init */
1927                 iommu_set_cwwb_range(iommu);
1928         }
1929
1930         /*
1931          * Order is important here to make sure any unity map requirements are
1932          * fulfilled. The unity mappings are created and written to the device
1933          * table during the amd_iommu_init_api() call.
1934          *
1935          * After that we call init_device_table_dma() to make sure any
1936          * uninitialized DTE will block DMA, and in the end we flush the caches
1937          * of all IOMMUs to make sure the changes to the device table are
1938          * active.
1939          */
1940         ret = amd_iommu_init_api();
1941
1942         init_device_table_dma();
1943
1944         for_each_iommu(iommu)
1945                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1946
1947         if (!ret)
1948                 print_iommu_info();
1949
1950         return ret;
1951 }
1952
1953 /****************************************************************************
1954  *
1955  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
1956  * in the system. It's a bit challenging because there could be multiple
1957  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
1958  * pci_dev.
1959  *
1960  ****************************************************************************/
1961
1962 static int iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
1963 {
1964         int r;
1965
1966         r = pci_enable_msi(iommu->dev);
1967         if (r)
1968                 return r;
1969
1970         r = request_threaded_irq(iommu->dev->irq,
1971                                  amd_iommu_int_handler,
1972                                  amd_iommu_int_thread,
1973                                  0, "AMD-Vi",
1974                                  iommu);
1975
1976         if (r) {
1977                 pci_disable_msi(iommu->dev);
1978                 return r;
1979         }
1980
1981         iommu->int_enabled = true;
1982
1983         return 0;
1984 }
1985
1986 #define XT_INT_DEST_MODE(x)     (((x) & 0x1ULL) << 2)
1987 #define XT_INT_DEST_LO(x)       (((x) & 0xFFFFFFULL) << 8)
1988 #define XT_INT_VEC(x)           (((x) & 0xFFULL) << 32)
1989 #define XT_INT_DEST_HI(x)       ((((x) >> 24) & 0xFFULL) << 56)
1990
1991 /*
1992  * Setup the IntCapXT registers with interrupt routing information
1993  * based on the PCI MSI capability block registers, accessed via
1994  * MMIO MSI address low/hi and MSI data registers.
1995  */
1996 static void iommu_update_intcapxt(struct amd_iommu *iommu)
1997 {
1998         u64 val;
1999         u32 addr_lo = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_ADDR_LO_OFFSET);
2000         u32 addr_hi = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_ADDR_HI_OFFSET);
2001         u32 data    = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_DATA_OFFSET);
2002         bool dm     = (addr_lo >> MSI_ADDR_DEST_MODE_SHIFT) & 0x1;
2003         u32 dest    = ((addr_lo >> MSI_ADDR_DEST_ID_SHIFT) & 0xFF);
2004
2005         if (x2apic_enabled())
2006                 dest |= MSI_ADDR_EXT_DEST_ID(addr_hi);
2007
2008         val = XT_INT_VEC(data & 0xFF) |
2009               XT_INT_DEST_MODE(dm) |
2010               XT_INT_DEST_LO(dest) |
2011               XT_INT_DEST_HI(dest);
2012
2013         /**
2014          * Current IOMMU implemtation uses the same IRQ for all
2015          * 3 IOMMU interrupts.
2016          */
2017         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_EVT_OFFSET);
2018         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_PPR_OFFSET);
2019         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_GALOG_OFFSET);
2020 }
2021
2022 static void _irq_notifier_notify(struct irq_affinity_notify *notify,
2023                                  const cpumask_t *mask)
2024 {
2025         struct amd_iommu *iommu;
2026
2027         for_each_iommu(iommu) {
2028                 if (iommu->dev->irq == notify->irq) {
2029                         iommu_update_intcapxt(iommu);
2030                         break;
2031                 }
2032         }
2033 }
2034
2035 static void _irq_notifier_release(struct kref *ref)
2036 {
2037 }
2038
2039 static int iommu_init_intcapxt(struct amd_iommu *iommu)
2040 {
2041         int ret;
2042         struct irq_affinity_notify *notify = &iommu->intcapxt_notify;
2043
2044         /**
2045          * IntCapXT requires XTSup=1 and MsiCapMmioSup=1,
2046          * which can be inferred from amd_iommu_xt_mode.
2047          */
2048         if (amd_iommu_xt_mode != IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
2049                 return 0;
2050
2051         /**
2052          * Also, we need to setup notifier to update the IntCapXT registers
2053          * whenever the irq affinity is changed from user-space.
2054          */
2055         notify->irq = iommu->dev->irq;
2056         notify->notify = _irq_notifier_notify,
2057         notify->release = _irq_notifier_release,
2058         ret = irq_set_affinity_notifier(iommu->dev->irq, notify);
2059         if (ret) {
2060                 pr_err("Failed to register irq affinity notifier (devid=%#x, irq %d)\n",
2061                        iommu->devid, iommu->dev->irq);
2062                 return ret;
2063         }
2064
2065         iommu_update_intcapxt(iommu);
2066         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_INTCAPXT_EN);
2067         return ret;
2068 }
2069
2070 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
2071 {
2072         int ret;
2073
2074         if (iommu->int_enabled)
2075                 goto enable_faults;
2076
2077         if (iommu->dev->msi_cap)
2078                 ret = iommu_setup_msi(iommu);
2079         else
2080                 ret = -ENODEV;
2081
2082         if (ret)
2083                 return ret;
2084
2085 enable_faults:
2086         ret = iommu_init_intcapxt(iommu);
2087         if (ret)
2088                 return ret;
2089
2090         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
2091
2092         if (iommu->ppr_log != NULL)
2093                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPRINT_EN);
2094
2095         iommu_ga_log_enable(iommu);
2096
2097         return 0;
2098 }
2099
2100 /****************************************************************************
2101  *
2102  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
2103  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
2104  * gathered (like exclusion and unity mapping ranges).
2105  *
2106  ****************************************************************************/
2107
2108 static void __init free_unity_maps(void)
2109 {
2110         struct unity_map_entry *entry, *next;
2111
2112         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
2113                 list_del(&entry->list);
2114                 kfree(entry);
2115         }
2116 }
2117
2118 /* called for unity map ACPI definition */
2119 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
2120 {
2121         struct unity_map_entry *e = NULL;
2122         char *s;
2123
2124         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
2125         if (e == NULL)
2126                 return -ENOMEM;
2127
2128         switch (m->type) {
2129         default:
2130                 kfree(e);
2131                 return 0;
2132         case ACPI_IVMD_TYPE:
2133                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
2134                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
2135                 break;
2136         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
2137                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
2138                 e->devid_start = 0;
2139                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
2140                 break;
2141         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
2142                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
2143                 e->devid_start = m->devid;
2144                 e->devid_end = m->aux;
2145                 break;
2146         }
2147         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
2148         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
2149         e->prot = m->flags >> 1;
2150
2151         /*
2152          * Treat per-device exclusion ranges as r/w unity-mapped regions
2153          * since some buggy BIOSes might lead to the overwritten exclusion
2154          * range (exclusion_start and exclusion_length members). This
2155          * happens when there are multiple exclusion ranges (IVMD entries)
2156          * defined in ACPI table.
2157          */
2158         if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
2159                 e->prot = (IVMD_FLAG_IW | IVMD_FLAG_IR) >> 1;
2160
2161         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
2162                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
2163                     PCI_BUS_NUM(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
2164                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS_NUM(e->devid_end),
2165                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
2166                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
2167
2168         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
2169
2170         return 0;
2171 }
2172
2173 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
2174 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
2175 {
2176         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
2177         struct ivmd_header *m;
2178
2179         end += table->length;
2180         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
2181
2182         while (p < end) {
2183                 m = (struct ivmd_header *)p;
2184                 if (m->flags & (IVMD_FLAG_UNITY_MAP | IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
2185                         init_unity_map_range(m);
2186
2187                 p += m->length;
2188         }
2189
2190         return 0;
2191 }
2192
2193 /*
2194  * Init the device table to not allow DMA access for devices
2195  */
2196 static void init_device_table_dma(void)
2197 {
2198         u32 devid;
2199
2200         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
2201                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
2202                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
2203         }
2204 }
2205
2206 static void __init uninit_device_table_dma(void)
2207 {
2208         u32 devid;
2209
2210         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
2211                 amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = 0ULL;
2212                 amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0ULL;
2213         }
2214 }
2215
2216 static void init_device_table(void)
2217 {
2218         u32 devid;
2219
2220         if (!amd_iommu_irq_remap)
2221                 return;
2222
2223         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
2224                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IRQ_TBL_EN);
2225 }
2226
2227 static void iommu_init_flags(struct amd_iommu *iommu)
2228 {
2229         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
2230                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
2231                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
2232
2233         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
2234                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
2235                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
2236
2237         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
2238                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
2239                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
2240
2241         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
2242                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
2243                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
2244
2245         /*
2246          * make IOMMU memory accesses cache coherent
2247          */
2248         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
2249
2250         /* Set IOTLB invalidation timeout to 1s */
2251         iommu_set_inv_tlb_timeout(iommu, CTRL_INV_TO_1S);
2252 }
2253
2254 static void iommu_apply_resume_quirks(struct amd_iommu *iommu)
2255 {
2256         int i, j;
2257         u32 ioc_feature_control;
2258         struct pci_dev *pdev = iommu->root_pdev;
2259
2260         /* RD890 BIOSes may not have completely reconfigured the iommu */
2261         if (!is_rd890_iommu(iommu->dev) || !pdev)
2262                 return;
2263
2264         /*
2265          * First, we need to ensure that the iommu is enabled. This is
2266          * controlled by a register in the northbridge
2267          */
2268
2269         /* Select Northbridge indirect register 0x75 and enable writing */
2270         pci_write_config_dword(pdev, 0x60, 0x75 | (1 << 7));
2271         pci_read_config_dword(pdev, 0x64, &ioc_feature_control);
2272
2273         /* Enable the iommu */
2274         if (!(ioc_feature_control & 0x1))
2275                 pci_write_config_dword(pdev, 0x64, ioc_feature_control | 1);
2276
2277         /* Restore the iommu BAR */
2278         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
2279                                iommu->stored_addr_lo);
2280         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
2281                                iommu->stored_addr_hi);
2282
2283         /* Restore the l1 indirect regs for each of the 6 l1s */
2284         for (i = 0; i < 6; i++)
2285                 for (j = 0; j < 0x12; j++)
2286                         iommu_write_l1(iommu, i, j, iommu->stored_l1[i][j]);
2287
2288         /* Restore the l2 indirect regs */
2289         for (i = 0; i < 0x83; i++)
2290                 iommu_write_l2(iommu, i, iommu->stored_l2[i]);
2291
2292         /* Lock PCI setup registers */
2293         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
2294                                iommu->stored_addr_lo | 1);
2295 }
2296
2297 static void iommu_enable_ga(struct amd_iommu *iommu)
2298 {
2299 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2300         switch (amd_iommu_guest_ir) {
2301         case AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC:
2302                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GAM_EN);
2303                 fallthrough;
2304         case AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA:
2305                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GA_EN);
2306                 iommu->irte_ops = &irte_128_ops;
2307                 break;
2308         default:
2309                 iommu->irte_ops = &irte_32_ops;
2310                 break;
2311         }
2312 #endif
2313 }
2314
2315 static void early_enable_iommu(struct amd_iommu *iommu)
2316 {
2317         iommu_disable(iommu);
2318         iommu_init_flags(iommu);
2319         iommu_set_device_table(iommu);
2320         iommu_enable_command_buffer(iommu);
2321         iommu_enable_event_buffer(iommu);
2322         iommu_set_exclusion_range(iommu);
2323         iommu_enable_ga(iommu);
2324         iommu_enable_xt(iommu);
2325         iommu_enable(iommu);
2326         iommu_flush_all_caches(iommu);
2327 }
2328
2329 /*
2330  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
2331  * they have been initialized.
2332  *
2333  * Or if in kdump kernel and IOMMUs are all pre-enabled, try to copy
2334  * the old content of device table entries. Not this case or copy failed,
2335  * just continue as normal kernel does.
2336  */
2337 static void early_enable_iommus(void)
2338 {
2339         struct amd_iommu *iommu;
2340
2341
2342         if (!copy_device_table()) {
2343                 /*
2344                  * If come here because of failure in copying device table from old
2345                  * kernel with all IOMMUs enabled, print error message and try to
2346                  * free allocated old_dev_tbl_cpy.
2347                  */
2348                 if (amd_iommu_pre_enabled)
2349                         pr_err("Failed to copy DEV table from previous kernel.\n");
2350                 if (old_dev_tbl_cpy != NULL)
2351                         free_pages((unsigned long)old_dev_tbl_cpy,
2352                                         get_order(dev_table_size));
2353
2354                 for_each_iommu(iommu) {
2355                         clear_translation_pre_enabled(iommu);
2356                         early_enable_iommu(iommu);
2357                 }
2358         } else {
2359                 pr_info("Copied DEV table from previous kernel.\n");
2360                 free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
2361                                 get_order(dev_table_size));
2362                 amd_iommu_dev_table = old_dev_tbl_cpy;
2363                 for_each_iommu(iommu) {
2364                         iommu_disable_command_buffer(iommu);
2365                         iommu_disable_event_buffer(iommu);
2366                         iommu_enable_command_buffer(iommu);
2367                         iommu_enable_event_buffer(iommu);
2368                         iommu_enable_ga(iommu);
2369                         iommu_enable_xt(iommu);
2370                         iommu_set_device_table(iommu);
2371                         iommu_flush_all_caches(iommu);
2372                 }
2373         }
2374
2375 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2376         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
2377                 amd_iommu_irq_ops.capability |= (1 << IRQ_POSTING_CAP);
2378 #endif
2379 }
2380
2381 static void enable_iommus_v2(void)
2382 {
2383         struct amd_iommu *iommu;
2384
2385         for_each_iommu(iommu) {
2386                 iommu_enable_ppr_log(iommu);
2387                 iommu_enable_gt(iommu);
2388         }
2389 }
2390
2391 static void enable_iommus(void)
2392 {
2393         early_enable_iommus();
2394
2395         enable_iommus_v2();
2396 }
2397
2398 static void disable_iommus(void)
2399 {
2400         struct amd_iommu *iommu;
2401
2402         for_each_iommu(iommu)
2403                 iommu_disable(iommu);
2404
2405 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2406         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
2407                 amd_iommu_irq_ops.capability &= ~(1 << IRQ_POSTING_CAP);
2408 #endif
2409 }
2410
2411 /*
2412  * Suspend/Resume support
2413  * disable suspend until real resume implemented
2414  */
2415
2416 static void amd_iommu_resume(void)
2417 {
2418         struct amd_iommu *iommu;
2419
2420         for_each_iommu(iommu)
2421                 iommu_apply_resume_quirks(iommu);
2422
2423         /* re-load the hardware */
2424         enable_iommus();
2425
2426         amd_iommu_enable_interrupts();
2427 }
2428
2429 static int amd_iommu_suspend(void)
2430 {
2431         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
2432         disable_iommus();
2433
2434         return 0;
2435 }
2436
2437 static struct syscore_ops amd_iommu_syscore_ops = {
2438         .suspend = amd_iommu_suspend,
2439         .resume = amd_iommu_resume,
2440 };
2441
2442 static void __init free_iommu_resources(void)
2443 {
2444         kmemleak_free(irq_lookup_table);
2445         free_pages((unsigned long)irq_lookup_table,
2446                    get_order(rlookup_table_size));
2447         irq_lookup_table = NULL;
2448
2449         kmem_cache_destroy(amd_iommu_irq_cache);
2450         amd_iommu_irq_cache = NULL;
2451
2452         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
2453                    get_order(rlookup_table_size));
2454         amd_iommu_rlookup_table = NULL;
2455
2456         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
2457                    get_order(alias_table_size));
2458         amd_iommu_alias_table = NULL;
2459
2460         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
2461                    get_order(dev_table_size));
2462         amd_iommu_dev_table = NULL;
2463
2464         free_iommu_all();
2465 }
2466
2467 /* SB IOAPIC is always on this device in AMD systems */
2468 #define IOAPIC_SB_DEVID         ((0x00 << 8) | PCI_DEVFN(0x14, 0))
2469
2470 static bool __init check_ioapic_information(void)
2471 {
2472         const char *fw_bug = FW_BUG;
2473         bool ret, has_sb_ioapic;
2474         int idx;
2475
2476         has_sb_ioapic = false;
2477         ret           = false;
2478
2479         /*
2480          * If we have map overrides on the kernel command line the
2481          * messages in this function might not describe firmware bugs
2482          * anymore - so be careful
2483          */
2484         if (cmdline_maps)
2485                 fw_bug = "";
2486
2487         for (idx = 0; idx < nr_ioapics; idx++) {
2488                 int devid, id = mpc_ioapic_id(idx);
2489
2490                 devid = get_ioapic_devid(id);
2491                 if (devid < 0) {
2492                         pr_err("%s: IOAPIC[%d] not in IVRS table\n",
2493                                 fw_bug, id);
2494                         ret = false;
2495                 } else if (devid == IOAPIC_SB_DEVID) {
2496                         has_sb_ioapic = true;
2497                         ret           = true;
2498                 }
2499         }
2500
2501         if (!has_sb_ioapic) {
2502                 /*
2503                  * We expect the SB IOAPIC to be listed in the IVRS
2504                  * table. The system timer is connected to the SB IOAPIC
2505                  * and if we don't have it in the list the system will
2506                  * panic at boot time.  This situation usually happens
2507                  * when the BIOS is buggy and provides us the wrong
2508                  * device id for the IOAPIC in the system.
2509                  */
2510                 pr_err("%s: No southbridge IOAPIC found\n", fw_bug);
2511         }
2512
2513         if (!ret)
2514                 pr_err("Disabling interrupt remapping\n");
2515
2516         return ret;
2517 }
2518
2519 static void __init free_dma_resources(void)
2520 {
2521         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
2522                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
2523         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = NULL;
2524
2525         free_unity_maps();
2526 }
2527
2528 /*
2529  * This is the hardware init function for AMD IOMMU in the system.
2530  * This function is called either from amd_iommu_init or from the interrupt
2531  * remapping setup code.
2532  *
2533  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
2534  * four times:
2535  *
2536  *      1 pass) Discover the most comprehensive IVHD type to use.
2537  *
2538  *      2 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
2539  *              Upon this information the size of the data structures is
2540  *              determined that needs to be allocated.
2541  *
2542  *      3 pass) Initialize the data structures just allocated with the
2543  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
2544  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
2545  *              system to specific IOMMUs
2546  *
2547  *      4 pass) After the basic data structures are allocated and
2548  *              initialized we update them with information about memory
2549  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
2550  *              this last pass.
2551  *
2552  * After everything is set up the IOMMUs are enabled and the necessary
2553  * hotplug and suspend notifiers are registered.
2554  */
2555 static int __init early_amd_iommu_init(void)
2556 {
2557         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2558         acpi_status status;
2559         int i, remap_cache_sz, ret = 0;
2560         u32 pci_id;
2561
2562         if (!amd_iommu_detected)
2563                 return -ENODEV;
2564
2565         status = acpi_get_table("IVRS", 0, &ivrs_base);
2566         if (status == AE_NOT_FOUND)
2567                 return -ENODEV;
2568         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2569                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2570                 pr_err("IVRS table error: %s\n", err);
2571                 return -EINVAL;
2572         }
2573
2574         /*
2575          * Validate checksum here so we don't need to do it when
2576          * we actually parse the table
2577          */
2578         ret = check_ivrs_checksum(ivrs_base);
2579         if (ret)
2580                 goto out;
2581
2582         amd_iommu_target_ivhd_type = get_highest_supported_ivhd_type(ivrs_base);
2583         DUMP_printk("Using IVHD type %#x\n", amd_iommu_target_ivhd_type);
2584
2585         /*
2586          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
2587          * we need to handle. Upon this information the shared data
2588          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
2589          */
2590         ret = find_last_devid_acpi(ivrs_base);
2591         if (ret)
2592                 goto out;
2593
2594         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
2595         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
2596         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
2597
2598         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
2599         ret = -ENOMEM;
2600         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(
2601                                       GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA32,
2602                                       get_order(dev_table_size));
2603         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
2604                 goto out;
2605
2606         /*
2607          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
2608          * IOMMU see for that device
2609          */
2610         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
2611                         get_order(alias_table_size));
2612         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
2613                 goto out;
2614
2615         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
2616         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
2617                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2618                         get_order(rlookup_table_size));
2619         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
2620                 goto out;
2621
2622         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
2623                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2624                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
2625         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
2626                 goto out;
2627
2628         /*
2629          * let all alias entries point to itself
2630          */
2631         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
2632                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
2633
2634         /*
2635          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
2636          * error value placeholder
2637          */
2638         __set_bit(0, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
2639
2640         /*
2641          * now the data structures are allocated and basically initialized
2642          * start the real acpi table scan
2643          */
2644         ret = init_iommu_all(ivrs_base);
2645         if (ret)
2646                 goto out;
2647
2648         /* Disable IOMMU if there's Stoney Ridge graphics */
2649         for (i = 0; i < 32; i++) {
2650                 pci_id = read_pci_config(0, i, 0, 0);
2651                 if ((pci_id & 0xffff) == 0x1002 && (pci_id >> 16) == 0x98e4) {
2652                         pr_info("Disable IOMMU on Stoney Ridge\n");
2653                         amd_iommu_disabled = true;
2654                         break;
2655                 }
2656         }
2657
2658         /* Disable any previously enabled IOMMUs */
2659         if (!is_kdump_kernel() || amd_iommu_disabled)
2660                 disable_iommus();
2661
2662         if (amd_iommu_irq_remap)
2663                 amd_iommu_irq_remap = check_ioapic_information();
2664
2665         if (amd_iommu_irq_remap) {
2666                 /*
2667                  * Interrupt remapping enabled, create kmem_cache for the
2668                  * remapping tables.
2669                  */
2670                 ret = -ENOMEM;
2671                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
2672                         remap_cache_sz = MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32);
2673                 else
2674                         remap_cache_sz = MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2);
2675                 amd_iommu_irq_cache = kmem_cache_create("irq_remap_cache",
2676                                                         remap_cache_sz,
2677                                                         IRQ_TABLE_ALIGNMENT,
2678                                                         0, NULL);
2679                 if (!amd_iommu_irq_cache)
2680                         goto out;
2681
2682                 irq_lookup_table = (void *)__get_free_pages(
2683                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2684                                 get_order(rlookup_table_size));
2685                 kmemleak_alloc(irq_lookup_table, rlookup_table_size,
2686                                1, GFP_KERNEL);
2687                 if (!irq_lookup_table)
2688                         goto out;
2689         }
2690
2691         ret = init_memory_definitions(ivrs_base);
2692         if (ret)
2693                 goto out;
2694
2695         /* init the device table */
2696         init_device_table();
2697
2698 out:
2699         /* Don't leak any ACPI memory */
2700         acpi_put_table(ivrs_base);
2701         ivrs_base = NULL;
2702
2703         return ret;
2704 }
2705
2706 static int amd_iommu_enable_interrupts(void)
2707 {
2708         struct amd_iommu *iommu;
2709         int ret = 0;
2710
2711         for_each_iommu(iommu) {
2712                 ret = iommu_init_msi(iommu);
2713                 if (ret)
2714                         goto out;
2715         }
2716
2717 out:
2718         return ret;
2719 }
2720
2721 static bool detect_ivrs(void)
2722 {
2723         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2724         acpi_status status;
2725
2726         status = acpi_get_table("IVRS", 0, &ivrs_base);
2727         if (status == AE_NOT_FOUND)
2728                 return false;
2729         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2730                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2731                 pr_err("IVRS table error: %s\n", err);
2732                 return false;
2733         }
2734
2735         acpi_put_table(ivrs_base);
2736
2737         /* Make sure ACS will be enabled during PCI probe */
2738         pci_request_acs();
2739
2740         return true;
2741 }
2742
2743 /****************************************************************************
2744  *
2745  * AMD IOMMU Initialization State Machine
2746  *
2747  ****************************************************************************/
2748
2749 static int __init state_next(void)
2750 {
2751         int ret = 0;
2752
2753         switch (init_state) {
2754         case IOMMU_START_STATE:
2755                 if (!detect_ivrs()) {
2756                         init_state      = IOMMU_NOT_FOUND;
2757                         ret             = -ENODEV;
2758                 } else {
2759                         init_state      = IOMMU_IVRS_DETECTED;
2760                 }
2761                 break;
2762         case IOMMU_IVRS_DETECTED:
2763                 ret = early_amd_iommu_init();
2764                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_ACPI_FINISHED;
2765                 if (init_state == IOMMU_ACPI_FINISHED && amd_iommu_disabled) {
2766                         pr_info("AMD IOMMU disabled\n");
2767                         init_state = IOMMU_CMDLINE_DISABLED;
2768                         ret = -EINVAL;
2769                 }
2770                 break;
2771         case IOMMU_ACPI_FINISHED:
2772                 early_enable_iommus();
2773                 x86_platform.iommu_shutdown = disable_iommus;
2774                 init_state = IOMMU_ENABLED;
2775                 break;
2776         case IOMMU_ENABLED:
2777                 register_syscore_ops(&amd_iommu_syscore_ops);
2778                 ret = amd_iommu_init_pci();
2779                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_PCI_INIT;
2780                 enable_iommus_v2();
2781                 break;
2782         case IOMMU_PCI_INIT:
2783                 ret = amd_iommu_enable_interrupts();
2784                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_INTERRUPTS_EN;
2785                 break;
2786         case IOMMU_INTERRUPTS_EN:
2787                 ret = amd_iommu_init_dma_ops();
2788                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_DMA_OPS;
2789                 break;
2790         case IOMMU_DMA_OPS:
2791                 init_state = IOMMU_INITIALIZED;
2792                 break;
2793         case IOMMU_INITIALIZED:
2794                 /* Nothing to do */
2795                 break;
2796         case IOMMU_NOT_FOUND:
2797         case IOMMU_INIT_ERROR:
2798         case IOMMU_CMDLINE_DISABLED:
2799                 /* Error states => do nothing */
2800                 ret = -EINVAL;
2801                 break;
2802         default:
2803                 /* Unknown state */
2804                 BUG();
2805         }
2806
2807         if (ret) {
2808                 free_dma_resources();
2809                 if (!irq_remapping_enabled) {
2810                         disable_iommus();
2811                         free_iommu_resources();
2812                 } else {
2813                         struct amd_iommu *iommu;
2814
2815                         uninit_device_table_dma();
2816                         for_each_iommu(iommu)
2817                                 iommu_flush_all_caches(iommu);
2818                 }
2819         }
2820         return ret;
2821 }
2822
2823 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state)
2824 {
2825         int ret = -EINVAL;
2826
2827         while (init_state != state) {
2828                 if (init_state == IOMMU_NOT_FOUND         ||
2829                     init_state == IOMMU_INIT_ERROR        ||
2830                     init_state == IOMMU_CMDLINE_DISABLED)
2831                         break;
2832                 ret = state_next();
2833         }
2834
2835         return ret;
2836 }
2837
2838 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2839 int __init amd_iommu_prepare(void)
2840 {
2841         int ret;
2842
2843         amd_iommu_irq_remap = true;
2844
2845         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ACPI_FINISHED);
2846         if (ret)
2847                 return ret;
2848         return amd_iommu_irq_remap ? 0 : -ENODEV;
2849 }
2850
2851 int __init amd_iommu_enable(void)
2852 {
2853         int ret;
2854
2855         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ENABLED);
2856         if (ret)
2857                 return ret;
2858
2859         irq_remapping_enabled = 1;
2860         return amd_iommu_xt_mode;
2861 }
2862
2863 void amd_iommu_disable(void)
2864 {
2865         amd_iommu_suspend();
2866 }
2867
2868 int amd_iommu_reenable(int mode)
2869 {
2870         amd_iommu_resume();
2871
2872         return 0;
2873 }
2874
2875 int __init amd_iommu_enable_faulting(void)
2876 {
2877         /* We enable MSI later when PCI is initialized */
2878         return 0;
2879 }
2880 #endif
2881
2882 /*
2883  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
2884  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
2885  * code.
2886  */
2887 static int __init amd_iommu_init(void)
2888 {
2889         struct amd_iommu *iommu;
2890         int ret;
2891
2892         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_INITIALIZED);
2893 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
2894         if (ret && list_empty(&amd_iommu_list)) {
2895                 /*
2896                  * We failed to initialize the AMD IOMMU - try fallback
2897                  * to GART if possible.
2898                  */
2899                 gart_iommu_init();
2900         }
2901 #endif
2902
2903         for_each_iommu(iommu)
2904                 amd_iommu_debugfs_setup(iommu);
2905
2906         return ret;
2907 }
2908
2909 static bool amd_iommu_sme_check(void)
2910 {
2911         if (!sme_active() || (boot_cpu_data.x86 != 0x17))
2912                 return true;
2913
2914         /* For Fam17h, a specific level of support is required */
2915         if (boot_cpu_data.microcode >= 0x08001205)
2916                 return true;
2917
2918         if ((boot_cpu_data.microcode >= 0x08001126) &&
2919             (boot_cpu_data.microcode <= 0x080011ff))
2920                 return true;
2921
2922         pr_notice("IOMMU not currently supported when SME is active\n");
2923
2924         return false;
2925 }
2926
2927 /****************************************************************************
2928  *
2929  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
2930  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
2931  * IOMMUs
2932  *
2933  ****************************************************************************/
2934 int __init amd_iommu_detect(void)
2935 {
2936         int ret;
2937
2938         if (no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
2939                 return -ENODEV;
2940
2941         if (!amd_iommu_sme_check())
2942                 return -ENODEV;
2943
2944         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_IVRS_DETECTED);
2945         if (ret)
2946                 return ret;
2947
2948         amd_iommu_detected = true;
2949         iommu_detected = 1;
2950         x86_init.iommu.iommu_init = amd_iommu_init;
2951
2952         return 1;
2953 }
2954
2955 /****************************************************************************
2956  *
2957  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
2958  * options.
2959  *
2960  ****************************************************************************/
2961
2962 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
2963 {
2964         amd_iommu_dump = true;
2965
2966         return 1;
2967 }
2968
2969 static int __init parse_amd_iommu_intr(char *str)
2970 {
2971         for (; *str; ++str) {
2972                 if (strncmp(str, "legacy", 6) == 0) {
2973                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA;
2974                         break;
2975                 }
2976                 if (strncmp(str, "vapic", 5) == 0) {
2977                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC;
2978                         break;
2979                 }
2980         }
2981         return 1;
2982 }
2983
2984 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
2985 {
2986         for (; *str; ++str) {
2987                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
2988                         amd_iommu_unmap_flush = true;
2989                 if (strncmp(str, "off", 3) == 0)
2990                         amd_iommu_disabled = true;
2991                 if (strncmp(str, "force_isolation", 15) == 0)
2992                         amd_iommu_force_isolation = true;
2993         }
2994
2995         return 1;
2996 }
2997
2998 static int __init parse_ivrs_ioapic(char *str)
2999 {
3000         unsigned int bus, dev, fn;
3001         int ret, id, i;
3002         u16 devid;
3003
3004         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
3005
3006         if (ret != 4) {
3007                 pr_err("Invalid command line: ivrs_ioapic%s\n", str);
3008                 return 1;
3009         }
3010
3011         if (early_ioapic_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
3012                 pr_err("Early IOAPIC map overflow - ignoring ivrs_ioapic%s\n",
3013                         str);
3014                 return 1;
3015         }
3016
3017         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3018
3019         cmdline_maps                    = true;
3020         i                               = early_ioapic_map_size++;
3021         early_ioapic_map[i].id          = id;
3022         early_ioapic_map[i].devid       = devid;
3023         early_ioapic_map[i].cmd_line    = true;
3024
3025         return 1;
3026 }
3027
3028 static int __init parse_ivrs_hpet(char *str)
3029 {
3030         unsigned int bus, dev, fn;
3031         int ret, id, i;
3032         u16 devid;
3033
3034         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
3035
3036         if (ret != 4) {
3037                 pr_err("Invalid command line: ivrs_hpet%s\n", str);
3038                 return 1;
3039         }
3040
3041         if (early_hpet_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
3042                 pr_err("Early HPET map overflow - ignoring ivrs_hpet%s\n",
3043                         str);
3044                 return 1;
3045         }
3046
3047         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3048
3049         cmdline_maps                    = true;
3050         i                               = early_hpet_map_size++;
3051         early_hpet_map[i].id            = id;
3052         early_hpet_map[i].devid         = devid;
3053         early_hpet_map[i].cmd_line      = true;
3054
3055         return 1;
3056 }
3057
3058 static int __init parse_ivrs_acpihid(char *str)
3059 {
3060         u32 bus, dev, fn;
3061         char *hid, *uid, *p;
3062         char acpiid[ACPIHID_UID_LEN + ACPIHID_HID_LEN] = {0};
3063         int ret, i;
3064
3065         ret = sscanf(str, "[%x:%x.%x]=%s", &bus, &dev, &fn, acpiid);
3066         if (ret != 4) {
3067                 pr_err("Invalid command line: ivrs_acpihid(%s)\n", str);
3068                 return 1;
3069         }
3070
3071         p = acpiid;
3072         hid = strsep(&p, ":");
3073         uid = p;
3074
3075         if (!hid || !(*hid) || !uid) {
3076                 pr_err("Invalid command line: hid or uid\n");
3077                 return 1;
3078         }
3079
3080         i = early_acpihid_map_size++;
3081         memcpy(early_acpihid_map[i].hid, hid, strlen(hid));
3082         memcpy(early_acpihid_map[i].uid, uid, strlen(uid));
3083         early_acpihid_map[i].devid =
3084                 ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3085         early_acpihid_map[i].cmd_line   = true;
3086
3087         return 1;
3088 }
3089
3090 __setup("amd_iommu_dump",       parse_amd_iommu_dump);
3091 __setup("amd_iommu=",           parse_amd_iommu_options);
3092 __setup("amd_iommu_intr=",      parse_amd_iommu_intr);
3093 __setup("ivrs_ioapic",          parse_ivrs_ioapic);
3094 __setup("ivrs_hpet",            parse_ivrs_hpet);
3095 __setup("ivrs_acpihid",         parse_ivrs_acpihid);
3096
3097 IOMMU_INIT_FINISH(amd_iommu_detect,
3098                   gart_iommu_hole_init,
3099                   NULL,
3100                   NULL);
3101
3102 bool amd_iommu_v2_supported(void)
3103 {
3104         return amd_iommu_v2_present;
3105 }
3106 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_v2_supported);
3107
3108 struct amd_iommu *get_amd_iommu(unsigned int idx)
3109 {
3110         unsigned int i = 0;
3111         struct amd_iommu *iommu;
3112
3113         for_each_iommu(iommu)
3114                 if (i++ == idx)
3115                         return iommu;
3116         return NULL;
3117 }
3118 EXPORT_SYMBOL(get_amd_iommu);
3119
3120 /****************************************************************************
3121  *
3122  * IOMMU EFR Performance Counter support functionality. This code allows
3123  * access to the IOMMU PC functionality.
3124  *
3125  ****************************************************************************/
3126
3127 u8 amd_iommu_pc_get_max_banks(unsigned int idx)
3128 {
3129         struct amd_iommu *iommu = get_amd_iommu(idx);
3130
3131         if (iommu)
3132                 return iommu->max_banks;
3133
3134         return 0;
3135 }
3136 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_banks);
3137
3138 bool amd_iommu_pc_supported(void)
3139 {
3140         return amd_iommu_pc_present;
3141 }
3142 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_supported);
3143
3144 u8 amd_iommu_pc_get_max_counters(unsigned int idx)
3145 {
3146         struct amd_iommu *iommu = get_amd_iommu(idx);
3147
3148         if (iommu)
3149                 return iommu->max_counters;
3150
3151         return 0;
3152 }
3153 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_counters);
3154
3155 static int iommu_pc_get_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr,
3156                                 u8 fxn, u64 *value, bool is_write)
3157 {
3158         u32 offset;
3159         u32 max_offset_lim;
3160
3161         /* Make sure the IOMMU PC resource is available */
3162         if (!amd_iommu_pc_present)
3163                 return -ENODEV;
3164
3165         /* Check for valid iommu and pc register indexing */
3166         if (WARN_ON(!iommu || (fxn > 0x28) || (fxn & 7)))
3167                 return -ENODEV;
3168
3169         offset = (u32)(((0x40 | bank) << 12) | (cntr << 8) | fxn);
3170
3171         /* Limit the offset to the hw defined mmio region aperture */
3172         max_offset_lim = (u32)(((0x40 | iommu->max_banks) << 12) |
3173                                 (iommu->max_counters << 8) | 0x28);
3174         if ((offset < MMIO_CNTR_REG_OFFSET) ||
3175             (offset > max_offset_lim))
3176                 return -EINVAL;
3177
3178         if (is_write) {
3179                 u64 val = *value & GENMASK_ULL(47, 0);
3180
3181                 writel((u32)val, iommu->mmio_base + offset);
3182                 writel((val >> 32), iommu->mmio_base + offset + 4);
3183         } else {
3184                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset + 4);
3185                 *value <<= 32;
3186                 *value |= readl(iommu->mmio_base + offset);
3187                 *value &= GENMASK_ULL(47, 0);
3188         }
3189
3190         return 0;
3191 }
3192
3193 int amd_iommu_pc_get_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn, u64 *value)
3194 {
3195         if (!iommu)
3196                 return -EINVAL;
3197
3198         return iommu_pc_get_set_reg(iommu, bank, cntr, fxn, value, false);
3199 }
3200 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_reg);
3201
3202 int amd_iommu_pc_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn, u64 *value)
3203 {
3204         if (!iommu)
3205                 return -EINVAL;
3206
3207         return iommu_pc_get_set_reg(iommu, bank, cntr, fxn, value, true);
3208 }
3209 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_set_reg);