iommu/amd: Re-purpose Exclusion range registers to support SNP CWWB
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / iommu / amd / init.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
4  * Author: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
5  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
6  */
7
8 #define pr_fmt(fmt)     "AMD-Vi: " fmt
9 #define dev_fmt(fmt)    pr_fmt(fmt)
10
11 #include <linux/pci.h>
12 #include <linux/acpi.h>
13 #include <linux/list.h>
14 #include <linux/bitmap.h>
15 #include <linux/slab.h>
16 #include <linux/syscore_ops.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/msi.h>
19 #include <linux/amd-iommu.h>
20 #include <linux/export.h>
21 #include <linux/kmemleak.h>
22 #include <linux/mem_encrypt.h>
23 #include <asm/pci-direct.h>
24 #include <asm/iommu.h>
25 #include <asm/apic.h>
26 #include <asm/msidef.h>
27 #include <asm/gart.h>
28 #include <asm/x86_init.h>
29 #include <asm/iommu_table.h>
30 #include <asm/io_apic.h>
31 #include <asm/irq_remapping.h>
32
33 #include <linux/crash_dump.h>
34
35 #include "amd_iommu.h"
36 #include "../irq_remapping.h"
37
38 /*
39  * definitions for the ACPI scanning code
40  */
41 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
42
43 #define ACPI_IVHD_TYPE_MAX_SUPPORTED    0x40
44 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
45 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
46 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
47
48 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
49 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
50 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
51 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
52 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
53 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
54 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
55 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
56 #define IVHD_DEV_SPECIAL                0x48
57 #define IVHD_DEV_ACPI_HID               0xf0
58
59 #define UID_NOT_PRESENT                 0
60 #define UID_IS_INTEGER                  1
61 #define UID_IS_CHARACTER                2
62
63 #define IVHD_SPECIAL_IOAPIC             1
64 #define IVHD_SPECIAL_HPET               2
65
66 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
67 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
68 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
69 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
70
71 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
72 #define IVMD_FLAG_IW                    0x04
73 #define IVMD_FLAG_IR                    0x02
74 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
75
76 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
77 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
78 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
79 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
80 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
81 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
82 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
83 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
84
85 #define LOOP_TIMEOUT    100000
86 /*
87  * ACPI table definitions
88  *
89  * These data structures are laid over the table to parse the important values
90  * out of it.
91  */
92
93 extern const struct iommu_ops amd_iommu_ops;
94
95 /*
96  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
97  * or more ivhd_entrys.
98  */
99 struct ivhd_header {
100         u8 type;
101         u8 flags;
102         u16 length;
103         u16 devid;
104         u16 cap_ptr;
105         u64 mmio_phys;
106         u16 pci_seg;
107         u16 info;
108         u32 efr_attr;
109
110         /* Following only valid on IVHD type 11h and 40h */
111         u64 efr_reg; /* Exact copy of MMIO_EXT_FEATURES */
112         u64 res;
113 } __attribute__((packed));
114
115 /*
116  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
117  * which requestor ids they use.
118  */
119 struct ivhd_entry {
120         u8 type;
121         u16 devid;
122         u8 flags;
123         u32 ext;
124         u32 hidh;
125         u64 cid;
126         u8 uidf;
127         u8 uidl;
128         u8 uid;
129 } __attribute__((packed));
130
131 /*
132  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
133  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
134  */
135 struct ivmd_header {
136         u8 type;
137         u8 flags;
138         u16 length;
139         u16 devid;
140         u16 aux;
141         u64 resv;
142         u64 range_start;
143         u64 range_length;
144 } __attribute__((packed));
145
146 bool amd_iommu_dump;
147 bool amd_iommu_irq_remap __read_mostly;
148
149 int amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC;
150 static int amd_iommu_xt_mode = IRQ_REMAP_XAPIC_MODE;
151
152 static bool amd_iommu_detected;
153 static bool __initdata amd_iommu_disabled;
154 static int amd_iommu_target_ivhd_type;
155
156 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
157                                            to handle */
158 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
159                                            we find in ACPI */
160 bool amd_iommu_unmap_flush;             /* if true, flush on every unmap */
161
162 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
163                                            system */
164
165 /* Array to assign indices to IOMMUs*/
166 struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
167
168 /* Number of IOMMUs present in the system */
169 static int amd_iommus_present;
170
171 /* IOMMUs have a non-present cache? */
172 bool amd_iommu_np_cache __read_mostly;
173 bool amd_iommu_iotlb_sup __read_mostly = true;
174
175 u32 amd_iommu_max_pasid __read_mostly = ~0;
176
177 bool amd_iommu_v2_present __read_mostly;
178 static bool amd_iommu_pc_present __read_mostly;
179
180 bool amd_iommu_force_isolation __read_mostly;
181
182 /*
183  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
184  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
185  * information about the domain the device belongs to as well as the
186  * page table root pointer.
187  */
188 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
189 /*
190  * Pointer to a device table which the content of old device table
191  * will be copied to. It's only be used in kdump kernel.
192  */
193 static struct dev_table_entry *old_dev_tbl_cpy;
194
195 /*
196  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
197  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
198  * More than one device can share the same requestor id.
199  */
200 u16 *amd_iommu_alias_table;
201
202 /*
203  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
204  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
205  */
206 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
207 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_rlookup_table);
208
209 /*
210  * This table is used to find the irq remapping table for a given device id
211  * quickly.
212  */
213 struct irq_remap_table **irq_lookup_table;
214
215 /*
216  * AMD IOMMU allows up to 2^16 different protection domains. This is a bitmap
217  * to know which ones are already in use.
218  */
219 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
220
221 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
222 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
223 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
224
225 enum iommu_init_state {
226         IOMMU_START_STATE,
227         IOMMU_IVRS_DETECTED,
228         IOMMU_ACPI_FINISHED,
229         IOMMU_ENABLED,
230         IOMMU_PCI_INIT,
231         IOMMU_INTERRUPTS_EN,
232         IOMMU_DMA_OPS,
233         IOMMU_INITIALIZED,
234         IOMMU_NOT_FOUND,
235         IOMMU_INIT_ERROR,
236         IOMMU_CMDLINE_DISABLED,
237 };
238
239 /* Early ioapic and hpet maps from kernel command line */
240 #define EARLY_MAP_SIZE          4
241 static struct devid_map __initdata early_ioapic_map[EARLY_MAP_SIZE];
242 static struct devid_map __initdata early_hpet_map[EARLY_MAP_SIZE];
243 static struct acpihid_map_entry __initdata early_acpihid_map[EARLY_MAP_SIZE];
244
245 static int __initdata early_ioapic_map_size;
246 static int __initdata early_hpet_map_size;
247 static int __initdata early_acpihid_map_size;
248
249 static bool __initdata cmdline_maps;
250
251 static enum iommu_init_state init_state = IOMMU_START_STATE;
252
253 static int amd_iommu_enable_interrupts(void);
254 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state);
255 static void init_device_table_dma(void);
256
257 static bool amd_iommu_pre_enabled = true;
258
259 bool translation_pre_enabled(struct amd_iommu *iommu)
260 {
261         return (iommu->flags & AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED);
262 }
263 EXPORT_SYMBOL(translation_pre_enabled);
264
265 static void clear_translation_pre_enabled(struct amd_iommu *iommu)
266 {
267         iommu->flags &= ~AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED;
268 }
269
270 static void init_translation_status(struct amd_iommu *iommu)
271 {
272         u64 ctrl;
273
274         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
275         if (ctrl & (1<<CONTROL_IOMMU_EN))
276                 iommu->flags |= AMD_IOMMU_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED;
277 }
278
279 static inline void update_last_devid(u16 devid)
280 {
281         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
282                 amd_iommu_last_bdf = devid;
283 }
284
285 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
286 {
287         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
288                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
289
290         return 1UL << shift;
291 }
292
293 int amd_iommu_get_num_iommus(void)
294 {
295         return amd_iommus_present;
296 }
297
298 /* Access to l1 and l2 indexed register spaces */
299
300 static u32 iommu_read_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address)
301 {
302         u32 val;
303
304         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
305         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xfc, &val);
306         return val;
307 }
308
309 static void iommu_write_l1(struct amd_iommu *iommu, u16 l1, u8 address, u32 val)
310 {
311         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16 | 1 << 31));
312         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xfc, val);
313         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf8, (address | l1 << 16));
314 }
315
316 static u32 iommu_read_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address)
317 {
318         u32 val;
319
320         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, address);
321         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &val);
322         return val;
323 }
324
325 static void iommu_write_l2(struct amd_iommu *iommu, u8 address, u32 val)
326 {
327         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, (address | 1 << 8));
328         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, val);
329 }
330
331 /****************************************************************************
332  *
333  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
334  *
335  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
336  * MMIO space required for that driver.
337  *
338  ****************************************************************************/
339
340 /*
341  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
342  * exclusion range are passed through untranslated
343  */
344 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
345 {
346         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
347         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length - 1) & PAGE_MASK;
348         u64 entry;
349
350         if (!iommu->exclusion_start)
351                 return;
352
353         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
354         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
355                         &entry, sizeof(entry));
356
357         entry = limit;
358         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
359                         &entry, sizeof(entry));
360 }
361
362 static void iommu_set_cwwb_range(struct amd_iommu *iommu)
363 {
364         u64 start = iommu_virt_to_phys((void *)iommu->cmd_sem);
365         u64 entry = start & PM_ADDR_MASK;
366
367         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_SNP))
368                 return;
369
370         /* Note:
371          * Re-purpose Exclusion base/limit registers for Completion wait
372          * write-back base/limit.
373          */
374         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
375                     &entry, sizeof(entry));
376
377         /* Note:
378          * Default to 4 Kbytes, which can be specified by setting base
379          * address equal to the limit address.
380          */
381         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
382                     &entry, sizeof(entry));
383 }
384
385 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
386 static void iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
387 {
388         u64 entry;
389
390         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
391
392         entry = iommu_virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
393         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
394         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
395                         &entry, sizeof(entry));
396 }
397
398 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
399 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
400 {
401         u64 ctrl;
402
403         ctrl = readq(iommu->mmio_base +  MMIO_CONTROL_OFFSET);
404         ctrl |= (1ULL << bit);
405         writeq(ctrl, iommu->mmio_base +  MMIO_CONTROL_OFFSET);
406 }
407
408 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
409 {
410         u64 ctrl;
411
412         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
413         ctrl &= ~(1ULL << bit);
414         writeq(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
415 }
416
417 static void iommu_set_inv_tlb_timeout(struct amd_iommu *iommu, int timeout)
418 {
419         u64 ctrl;
420
421         ctrl = readq(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
422         ctrl &= ~CTRL_INV_TO_MASK;
423         ctrl |= (timeout << CONTROL_INV_TIMEOUT) & CTRL_INV_TO_MASK;
424         writeq(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
425 }
426
427 /* Function to enable the hardware */
428 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
429 {
430         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
431 }
432
433 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
434 {
435         if (!iommu->mmio_base)
436                 return;
437
438         /* Disable command buffer */
439         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
440
441         /* Disable event logging and event interrupts */
442         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
443         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
444
445         /* Disable IOMMU GA_LOG */
446         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_GALOG_EN);
447         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_GAINT_EN);
448
449         /* Disable IOMMU hardware itself */
450         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
451 }
452
453 /*
454  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
455  * the system has one.
456  */
457 static u8 __iomem * __init iommu_map_mmio_space(u64 address, u64 end)
458 {
459         if (!request_mem_region(address, end, "amd_iommu")) {
460                 pr_err("Can not reserve memory region %llx-%llx for mmio\n",
461                         address, end);
462                 pr_err("This is a BIOS bug. Please contact your hardware vendor\n");
463                 return NULL;
464         }
465
466         return (u8 __iomem *)ioremap(address, end);
467 }
468
469 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
470 {
471         if (iommu->mmio_base)
472                 iounmap(iommu->mmio_base);
473         release_mem_region(iommu->mmio_phys, iommu->mmio_phys_end);
474 }
475
476 static inline u32 get_ivhd_header_size(struct ivhd_header *h)
477 {
478         u32 size = 0;
479
480         switch (h->type) {
481         case 0x10:
482                 size = 24;
483                 break;
484         case 0x11:
485         case 0x40:
486                 size = 40;
487                 break;
488         }
489         return size;
490 }
491
492 /****************************************************************************
493  *
494  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
495  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
496  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
497  * structures is determined later.
498  *
499  ****************************************************************************/
500
501 /*
502  * This function calculates the length of a given IVHD entry
503  */
504 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
505 {
506         u32 type = ((struct ivhd_entry *)ivhd)->type;
507
508         if (type < 0x80) {
509                 return 0x04 << (*ivhd >> 6);
510         } else if (type == IVHD_DEV_ACPI_HID) {
511                 /* For ACPI_HID, offset 21 is uid len */
512                 return *((u8 *)ivhd + 21) + 22;
513         }
514         return 0;
515 }
516
517 /*
518  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
519  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
520  */
521 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
522 {
523         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
524         struct ivhd_entry *dev;
525
526         u32 ivhd_size = get_ivhd_header_size(h);
527
528         if (!ivhd_size) {
529                 pr_err("Unsupported IVHD type %#x\n", h->type);
530                 return -EINVAL;
531         }
532
533         p += ivhd_size;
534         end += h->length;
535
536         while (p < end) {
537                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
538                 switch (dev->type) {
539                 case IVHD_DEV_ALL:
540                         /* Use maximum BDF value for DEV_ALL */
541                         update_last_devid(0xffff);
542                         break;
543                 case IVHD_DEV_SELECT:
544                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
545                 case IVHD_DEV_ALIAS:
546                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
547                         /* all the above subfield types refer to device ids */
548                         update_last_devid(dev->devid);
549                         break;
550                 default:
551                         break;
552                 }
553                 p += ivhd_entry_length(p);
554         }
555
556         WARN_ON(p != end);
557
558         return 0;
559 }
560
561 static int __init check_ivrs_checksum(struct acpi_table_header *table)
562 {
563         int i;
564         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table;
565
566         for (i = 0; i < table->length; ++i)
567                 checksum += p[i];
568         if (checksum != 0) {
569                 /* ACPI table corrupt */
570                 pr_err(FW_BUG "IVRS invalid checksum\n");
571                 return -ENODEV;
572         }
573
574         return 0;
575 }
576
577 /*
578  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
579  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
580  * the ACPI table. So we check the checksum here.
581  */
582 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
583 {
584         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
585         struct ivhd_header *h;
586
587         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
588
589         end += table->length;
590         while (p < end) {
591                 h = (struct ivhd_header *)p;
592                 if (h->type == amd_iommu_target_ivhd_type) {
593                         int ret = find_last_devid_from_ivhd(h);
594
595                         if (ret)
596                                 return ret;
597                 }
598                 p += h->length;
599         }
600         WARN_ON(p != end);
601
602         return 0;
603 }
604
605 /****************************************************************************
606  *
607  * The following functions belong to the code path which parses the ACPI table
608  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
609  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
610  * basically initialize the hardware.
611  *
612  ****************************************************************************/
613
614 /*
615  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
616  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
617  * asynchronously
618  */
619 static int __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
620 {
621         iommu->cmd_buf = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
622                                                   get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
623
624         return iommu->cmd_buf ? 0 : -ENOMEM;
625 }
626
627 /*
628  * This function resets the command buffer if the IOMMU stopped fetching
629  * commands from it.
630  */
631 void amd_iommu_reset_cmd_buffer(struct amd_iommu *iommu)
632 {
633         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
634
635         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
636         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
637         iommu->cmd_buf_head = 0;
638         iommu->cmd_buf_tail = 0;
639
640         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
641 }
642
643 /*
644  * This function writes the command buffer address to the hardware and
645  * enables it.
646  */
647 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
648 {
649         u64 entry;
650
651         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
652
653         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
654         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
655
656         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
657                     &entry, sizeof(entry));
658
659         amd_iommu_reset_cmd_buffer(iommu);
660 }
661
662 /*
663  * This function disables the command buffer
664  */
665 static void iommu_disable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
666 {
667         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
668 }
669
670 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
671 {
672         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf, get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
673 }
674
675 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
676 static int __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
677 {
678         iommu->evt_buf = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
679                                                   get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
680
681         return iommu->evt_buf ? 0 : -ENOMEM;
682 }
683
684 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
685 {
686         u64 entry;
687
688         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
689
690         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
691
692         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
693                     &entry, sizeof(entry));
694
695         /* set head and tail to zero manually */
696         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
697         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
698
699         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
700 }
701
702 /*
703  * This function disables the event log buffer
704  */
705 static void iommu_disable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
706 {
707         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
708 }
709
710 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
711 {
712         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
713 }
714
715 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
716 static int __init alloc_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
717 {
718         iommu->ppr_log = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
719                                                   get_order(PPR_LOG_SIZE));
720
721         return iommu->ppr_log ? 0 : -ENOMEM;
722 }
723
724 static void iommu_enable_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
725 {
726         u64 entry;
727
728         if (iommu->ppr_log == NULL)
729                 return;
730
731         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->ppr_log) | PPR_LOG_SIZE_512;
732
733         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_LOG_OFFSET,
734                     &entry, sizeof(entry));
735
736         /* set head and tail to zero manually */
737         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
738         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
739
740         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPRLOG_EN);
741         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPR_EN);
742 }
743
744 static void __init free_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
745 {
746         free_pages((unsigned long)iommu->ppr_log, get_order(PPR_LOG_SIZE));
747 }
748
749 static void free_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
750 {
751 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
752         free_pages((unsigned long)iommu->ga_log, get_order(GA_LOG_SIZE));
753         free_pages((unsigned long)iommu->ga_log_tail, get_order(8));
754 #endif
755 }
756
757 static int iommu_ga_log_enable(struct amd_iommu *iommu)
758 {
759 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
760         u32 status, i;
761
762         if (!iommu->ga_log)
763                 return -EINVAL;
764
765         status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
766
767         /* Check if already running */
768         if (status & (MMIO_STATUS_GALOG_RUN_MASK))
769                 return 0;
770
771         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GAINT_EN);
772         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GALOG_EN);
773
774         for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
775                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
776                 if (status & (MMIO_STATUS_GALOG_RUN_MASK))
777                         break;
778         }
779
780         if (i >= LOOP_TIMEOUT)
781                 return -EINVAL;
782 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
783         return 0;
784 }
785
786 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
787 static int iommu_init_ga_log(struct amd_iommu *iommu)
788 {
789         u64 entry;
790
791         if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
792                 return 0;
793
794         iommu->ga_log = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
795                                         get_order(GA_LOG_SIZE));
796         if (!iommu->ga_log)
797                 goto err_out;
798
799         iommu->ga_log_tail = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
800                                         get_order(8));
801         if (!iommu->ga_log_tail)
802                 goto err_out;
803
804         entry = iommu_virt_to_phys(iommu->ga_log) | GA_LOG_SIZE_512;
805         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_GA_LOG_BASE_OFFSET,
806                     &entry, sizeof(entry));
807         entry = (iommu_virt_to_phys(iommu->ga_log_tail) &
808                  (BIT_ULL(52)-1)) & ~7ULL;
809         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_GA_LOG_TAIL_OFFSET,
810                     &entry, sizeof(entry));
811         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_GA_HEAD_OFFSET);
812         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_GA_TAIL_OFFSET);
813
814         return 0;
815 err_out:
816         free_ga_log(iommu);
817         return -EINVAL;
818 }
819 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
820
821 static int iommu_init_ga(struct amd_iommu *iommu)
822 {
823         int ret = 0;
824
825 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
826         /* Note: We have already checked GASup from IVRS table.
827          *       Now, we need to make sure that GAMSup is set.
828          */
829         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir) &&
830             !iommu_feature(iommu, FEATURE_GAM_VAPIC))
831                 amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA;
832
833         ret = iommu_init_ga_log(iommu);
834 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
835
836         return ret;
837 }
838
839 static int __init alloc_cwwb_sem(struct amd_iommu *iommu)
840 {
841         iommu->cmd_sem = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
842
843         return iommu->cmd_sem ? 0 : -ENOMEM;
844 }
845
846 static void __init free_cwwb_sem(struct amd_iommu *iommu)
847 {
848         if (iommu->cmd_sem)
849                 free_page((unsigned long)iommu->cmd_sem);
850 }
851
852 static void iommu_enable_xt(struct amd_iommu *iommu)
853 {
854 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
855         /*
856          * XT mode (32-bit APIC destination ID) requires
857          * GA mode (128-bit IRTE support) as a prerequisite.
858          */
859         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir) &&
860             amd_iommu_xt_mode == IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
861                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_XT_EN);
862 #endif /* CONFIG_IRQ_REMAP */
863 }
864
865 static void iommu_enable_gt(struct amd_iommu *iommu)
866 {
867         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_GT))
868                 return;
869
870         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GT_EN);
871 }
872
873 /* sets a specific bit in the device table entry. */
874 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
875 {
876         int i = (bit >> 6) & 0x03;
877         int _bit = bit & 0x3f;
878
879         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1UL << _bit);
880 }
881
882 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
883 {
884         int i = (bit >> 6) & 0x03;
885         int _bit = bit & 0x3f;
886
887         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1UL << _bit)) >> _bit;
888 }
889
890
891 static bool copy_device_table(void)
892 {
893         u64 int_ctl, int_tab_len, entry = 0, last_entry = 0;
894         struct dev_table_entry *old_devtb = NULL;
895         u32 lo, hi, devid, old_devtb_size;
896         phys_addr_t old_devtb_phys;
897         struct amd_iommu *iommu;
898         u16 dom_id, dte_v, irq_v;
899         gfp_t gfp_flag;
900         u64 tmp;
901
902         if (!amd_iommu_pre_enabled)
903                 return false;
904
905         pr_warn("Translation is already enabled - trying to copy translation structures\n");
906         for_each_iommu(iommu) {
907                 /* All IOMMUs should use the same device table with the same size */
908                 lo = readl(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET);
909                 hi = readl(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET + 4);
910                 entry = (((u64) hi) << 32) + lo;
911                 if (last_entry && last_entry != entry) {
912                         pr_err("IOMMU:%d should use the same dev table as others!\n",
913                                 iommu->index);
914                         return false;
915                 }
916                 last_entry = entry;
917
918                 old_devtb_size = ((entry & ~PAGE_MASK) + 1) << 12;
919                 if (old_devtb_size != dev_table_size) {
920                         pr_err("The device table size of IOMMU:%d is not expected!\n",
921                                 iommu->index);
922                         return false;
923                 }
924         }
925
926         /*
927          * When SME is enabled in the first kernel, the entry includes the
928          * memory encryption mask(sme_me_mask), we must remove the memory
929          * encryption mask to obtain the true physical address in kdump kernel.
930          */
931         old_devtb_phys = __sme_clr(entry) & PAGE_MASK;
932
933         if (old_devtb_phys >= 0x100000000ULL) {
934                 pr_err("The address of old device table is above 4G, not trustworthy!\n");
935                 return false;
936         }
937         old_devtb = (sme_active() && is_kdump_kernel())
938                     ? (__force void *)ioremap_encrypted(old_devtb_phys,
939                                                         dev_table_size)
940                     : memremap(old_devtb_phys, dev_table_size, MEMREMAP_WB);
941
942         if (!old_devtb)
943                 return false;
944
945         gfp_flag = GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA32;
946         old_dev_tbl_cpy = (void *)__get_free_pages(gfp_flag,
947                                 get_order(dev_table_size));
948         if (old_dev_tbl_cpy == NULL) {
949                 pr_err("Failed to allocate memory for copying old device table!\n");
950                 return false;
951         }
952
953         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
954                 old_dev_tbl_cpy[devid] = old_devtb[devid];
955                 dom_id = old_devtb[devid].data[1] & DEV_DOMID_MASK;
956                 dte_v = old_devtb[devid].data[0] & DTE_FLAG_V;
957
958                 if (dte_v && dom_id) {
959                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[0] = old_devtb[devid].data[0];
960                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[1] = old_devtb[devid].data[1];
961                         __set_bit(dom_id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
962                         /* If gcr3 table existed, mask it out */
963                         if (old_devtb[devid].data[0] & DTE_FLAG_GV) {
964                                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
965                                 tmp |= DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
966                                 old_dev_tbl_cpy[devid].data[1] &= ~tmp;
967                                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
968                                 tmp |= DTE_FLAG_GV;
969                                 old_dev_tbl_cpy[devid].data[0] &= ~tmp;
970                         }
971                 }
972
973                 irq_v = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
974                 int_ctl = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_REMAP_INTCTL_MASK;
975                 int_tab_len = old_devtb[devid].data[2] & DTE_IRQ_TABLE_LEN_MASK;
976                 if (irq_v && (int_ctl || int_tab_len)) {
977                         if ((int_ctl != DTE_IRQ_REMAP_INTCTL) ||
978                             (int_tab_len != DTE_IRQ_TABLE_LEN)) {
979                                 pr_err("Wrong old irq remapping flag: %#x\n", devid);
980                                 return false;
981                         }
982
983                         old_dev_tbl_cpy[devid].data[2] = old_devtb[devid].data[2];
984                 }
985         }
986         memunmap(old_devtb);
987
988         return true;
989 }
990
991 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
992 {
993         int sysmgt;
994
995         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
996                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
997
998         if (sysmgt == 0x01)
999                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
1000 }
1001
1002 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
1003 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1004 {
1005         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
1006 }
1007
1008 /*
1009  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
1010  * table and sets up the device table entry with that information
1011  */
1012 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
1013                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
1014 {
1015         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
1016                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
1017         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
1018                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
1019         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
1020                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
1021         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
1022                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
1023         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
1024                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
1025         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
1026                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
1027         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
1028                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
1029
1030         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
1031
1032         set_iommu_for_device(iommu, devid);
1033 }
1034
1035 int __init add_special_device(u8 type, u8 id, u16 *devid, bool cmd_line)
1036 {
1037         struct devid_map *entry;
1038         struct list_head *list;
1039
1040         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
1041                 list = &ioapic_map;
1042         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
1043                 list = &hpet_map;
1044         else
1045                 return -EINVAL;
1046
1047         list_for_each_entry(entry, list, list) {
1048                 if (!(entry->id == id && entry->cmd_line))
1049                         continue;
1050
1051                 pr_info("Command-line override present for %s id %d - ignoring\n",
1052                         type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC ? "IOAPIC" : "HPET", id);
1053
1054                 *devid = entry->devid;
1055
1056                 return 0;
1057         }
1058
1059         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
1060         if (!entry)
1061                 return -ENOMEM;
1062
1063         entry->id       = id;
1064         entry->devid    = *devid;
1065         entry->cmd_line = cmd_line;
1066
1067         list_add_tail(&entry->list, list);
1068
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 static int __init add_acpi_hid_device(u8 *hid, u8 *uid, u16 *devid,
1073                                       bool cmd_line)
1074 {
1075         struct acpihid_map_entry *entry;
1076         struct list_head *list = &acpihid_map;
1077
1078         list_for_each_entry(entry, list, list) {
1079                 if (strcmp(entry->hid, hid) ||
1080                     (*uid && *entry->uid && strcmp(entry->uid, uid)) ||
1081                     !entry->cmd_line)
1082                         continue;
1083
1084                 pr_info("Command-line override for hid:%s uid:%s\n",
1085                         hid, uid);
1086                 *devid = entry->devid;
1087                 return 0;
1088         }
1089
1090         entry = kzalloc(sizeof(*entry), GFP_KERNEL);
1091         if (!entry)
1092                 return -ENOMEM;
1093
1094         memcpy(entry->uid, uid, strlen(uid));
1095         memcpy(entry->hid, hid, strlen(hid));
1096         entry->devid = *devid;
1097         entry->cmd_line = cmd_line;
1098         entry->root_devid = (entry->devid & (~0x7));
1099
1100         pr_info("%s, add hid:%s, uid:%s, rdevid:%d\n",
1101                 entry->cmd_line ? "cmd" : "ivrs",
1102                 entry->hid, entry->uid, entry->root_devid);
1103
1104         list_add_tail(&entry->list, list);
1105         return 0;
1106 }
1107
1108 static int __init add_early_maps(void)
1109 {
1110         int i, ret;
1111
1112         for (i = 0; i < early_ioapic_map_size; ++i) {
1113                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_IOAPIC,
1114                                          early_ioapic_map[i].id,
1115                                          &early_ioapic_map[i].devid,
1116                                          early_ioapic_map[i].cmd_line);
1117                 if (ret)
1118                         return ret;
1119         }
1120
1121         for (i = 0; i < early_hpet_map_size; ++i) {
1122                 ret = add_special_device(IVHD_SPECIAL_HPET,
1123                                          early_hpet_map[i].id,
1124                                          &early_hpet_map[i].devid,
1125                                          early_hpet_map[i].cmd_line);
1126                 if (ret)
1127                         return ret;
1128         }
1129
1130         for (i = 0; i < early_acpihid_map_size; ++i) {
1131                 ret = add_acpi_hid_device(early_acpihid_map[i].hid,
1132                                           early_acpihid_map[i].uid,
1133                                           &early_acpihid_map[i].devid,
1134                                           early_acpihid_map[i].cmd_line);
1135                 if (ret)
1136                         return ret;
1137         }
1138
1139         return 0;
1140 }
1141
1142 /*
1143  * Reads the device exclusion range from ACPI and initializes the IOMMU with
1144  * it
1145  */
1146 static void __init set_device_exclusion_range(u16 devid, struct ivmd_header *m)
1147 {
1148         if (!(m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
1149                 return;
1150
1151         /*
1152          * Treat per-device exclusion ranges as r/w unity-mapped regions
1153          * since some buggy BIOSes might lead to the overwritten exclusion
1154          * range (exclusion_start and exclusion_length members). This
1155          * happens when there are multiple exclusion ranges (IVMD entries)
1156          * defined in ACPI table.
1157          */
1158         m->flags = (IVMD_FLAG_IW | IVMD_FLAG_IR | IVMD_FLAG_UNITY_MAP);
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
1163  * initializes the hardware and our data structures with it.
1164  */
1165 static int __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
1166                                         struct ivhd_header *h)
1167 {
1168         u8 *p = (u8 *)h;
1169         u8 *end = p, flags = 0;
1170         u16 devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
1171         u32 dev_i, ext_flags = 0;
1172         bool alias = false;
1173         struct ivhd_entry *e;
1174         u32 ivhd_size;
1175         int ret;
1176
1177
1178         ret = add_early_maps();
1179         if (ret)
1180                 return ret;
1181
1182         amd_iommu_apply_ivrs_quirks();
1183
1184         /*
1185          * First save the recommended feature enable bits from ACPI
1186          */
1187         iommu->acpi_flags = h->flags;
1188
1189         /*
1190          * Done. Now parse the device entries
1191          */
1192         ivhd_size = get_ivhd_header_size(h);
1193         if (!ivhd_size) {
1194                 pr_err("Unsupported IVHD type %#x\n", h->type);
1195                 return -EINVAL;
1196         }
1197
1198         p += ivhd_size;
1199
1200         end += h->length;
1201
1202
1203         while (p < end) {
1204                 e = (struct ivhd_entry *)p;
1205                 switch (e->type) {
1206                 case IVHD_DEV_ALL:
1207
1208                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\tflags: %02x\n", e->flags);
1209
1210                         for (dev_i = 0; dev_i <= amd_iommu_last_bdf; ++dev_i)
1211                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i, e->flags, 0);
1212                         break;
1213                 case IVHD_DEV_SELECT:
1214
1215                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1216                                     "flags: %02x\n",
1217                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1218                                     PCI_SLOT(e->devid),
1219                                     PCI_FUNC(e->devid),
1220                                     e->flags);
1221
1222                         devid = e->devid;
1223                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1224                         break;
1225                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
1226
1227                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
1228                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
1229                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1230                                     PCI_SLOT(e->devid),
1231                                     PCI_FUNC(e->devid),
1232                                     e->flags);
1233
1234                         devid_start = e->devid;
1235                         flags = e->flags;
1236                         ext_flags = 0;
1237                         alias = false;
1238                         break;
1239                 case IVHD_DEV_ALIAS:
1240
1241                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1242                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
1243                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1244                                     PCI_SLOT(e->devid),
1245                                     PCI_FUNC(e->devid),
1246                                     e->flags,
1247                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
1248                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
1249                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
1250
1251                         devid = e->devid;
1252                         devid_to = e->ext >> 8;
1253                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
1254                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
1255                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
1256                         break;
1257                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
1258
1259                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
1260                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
1261                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
1262                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1263                                     PCI_SLOT(e->devid),
1264                                     PCI_FUNC(e->devid),
1265                                     e->flags,
1266                                     PCI_BUS_NUM(e->ext >> 8),
1267                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
1268                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
1269
1270                         devid_start = e->devid;
1271                         flags = e->flags;
1272                         devid_to = e->ext >> 8;
1273                         ext_flags = 0;
1274                         alias = true;
1275                         break;
1276                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
1277
1278                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
1279                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
1280                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1281                                     PCI_SLOT(e->devid),
1282                                     PCI_FUNC(e->devid),
1283                                     e->flags, e->ext);
1284
1285                         devid = e->devid;
1286                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
1287                                                 e->ext);
1288                         break;
1289                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
1290
1291                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
1292                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
1293                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1294                                     PCI_SLOT(e->devid),
1295                                     PCI_FUNC(e->devid),
1296                                     e->flags, e->ext);
1297
1298                         devid_start = e->devid;
1299                         flags = e->flags;
1300                         ext_flags = e->ext;
1301                         alias = false;
1302                         break;
1303                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
1304
1305                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
1306                                     PCI_BUS_NUM(e->devid),
1307                                     PCI_SLOT(e->devid),
1308                                     PCI_FUNC(e->devid));
1309
1310                         devid = e->devid;
1311                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
1312                                 if (alias) {
1313                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
1314                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
1315                                                 devid_to, flags, ext_flags);
1316                                 }
1317                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
1318                                                         flags, ext_flags);
1319                         }
1320                         break;
1321                 case IVHD_DEV_SPECIAL: {
1322                         u8 handle, type;
1323                         const char *var;
1324                         u16 devid;
1325                         int ret;
1326
1327                         handle = e->ext & 0xff;
1328                         devid  = (e->ext >>  8) & 0xffff;
1329                         type   = (e->ext >> 24) & 0xff;
1330
1331                         if (type == IVHD_SPECIAL_IOAPIC)
1332                                 var = "IOAPIC";
1333                         else if (type == IVHD_SPECIAL_HPET)
1334                                 var = "HPET";
1335                         else
1336                                 var = "UNKNOWN";
1337
1338                         DUMP_printk("  DEV_SPECIAL(%s[%d])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
1339                                     var, (int)handle,
1340                                     PCI_BUS_NUM(devid),
1341                                     PCI_SLOT(devid),
1342                                     PCI_FUNC(devid));
1343
1344                         ret = add_special_device(type, handle, &devid, false);
1345                         if (ret)
1346                                 return ret;
1347
1348                         /*
1349                          * add_special_device might update the devid in case a
1350                          * command-line override is present. So call
1351                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
1352                          */
1353                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1354
1355                         break;
1356                 }
1357                 case IVHD_DEV_ACPI_HID: {
1358                         u16 devid;
1359                         u8 hid[ACPIHID_HID_LEN];
1360                         u8 uid[ACPIHID_UID_LEN];
1361                         int ret;
1362
1363                         if (h->type != 0x40) {
1364                                 pr_err(FW_BUG "Invalid IVHD device type %#x\n",
1365                                        e->type);
1366                                 break;
1367                         }
1368
1369                         memcpy(hid, (u8 *)(&e->ext), ACPIHID_HID_LEN - 1);
1370                         hid[ACPIHID_HID_LEN - 1] = '\0';
1371
1372                         if (!(*hid)) {
1373                                 pr_err(FW_BUG "Invalid HID.\n");
1374                                 break;
1375                         }
1376
1377                         uid[0] = '\0';
1378                         switch (e->uidf) {
1379                         case UID_NOT_PRESENT:
1380
1381                                 if (e->uidl != 0)
1382                                         pr_warn(FW_BUG "Invalid UID length.\n");
1383
1384                                 break;
1385                         case UID_IS_INTEGER:
1386
1387                                 sprintf(uid, "%d", e->uid);
1388
1389                                 break;
1390                         case UID_IS_CHARACTER:
1391
1392                                 memcpy(uid, &e->uid, e->uidl);
1393                                 uid[e->uidl] = '\0';
1394
1395                                 break;
1396                         default:
1397                                 break;
1398                         }
1399
1400                         devid = e->devid;
1401                         DUMP_printk("  DEV_ACPI_HID(%s[%s])\t\tdevid: %02x:%02x.%x\n",
1402                                     hid, uid,
1403                                     PCI_BUS_NUM(devid),
1404                                     PCI_SLOT(devid),
1405                                     PCI_FUNC(devid));
1406
1407                         flags = e->flags;
1408
1409                         ret = add_acpi_hid_device(hid, uid, &devid, false);
1410                         if (ret)
1411                                 return ret;
1412
1413                         /*
1414                          * add_special_device might update the devid in case a
1415                          * command-line override is present. So call
1416                          * set_dev_entry_from_acpi after add_special_device.
1417                          */
1418                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
1419
1420                         break;
1421                 }
1422                 default:
1423                         break;
1424                 }
1425
1426                 p += ivhd_entry_length(p);
1427         }
1428
1429         return 0;
1430 }
1431
1432 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
1433 {
1434         free_cwwb_sem(iommu);
1435         free_command_buffer(iommu);
1436         free_event_buffer(iommu);
1437         free_ppr_log(iommu);
1438         free_ga_log(iommu);
1439         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
1440 }
1441
1442 static void __init free_iommu_all(void)
1443 {
1444         struct amd_iommu *iommu, *next;
1445
1446         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
1447                 list_del(&iommu->list);
1448                 free_iommu_one(iommu);
1449                 kfree(iommu);
1450         }
1451 }
1452
1453 /*
1454  * Family15h Model 10h-1fh erratum 746 (IOMMU Logging May Stall Translations)
1455  * Workaround:
1456  *     BIOS should disable L2B micellaneous clock gating by setting
1457  *     L2_L2B_CK_GATE_CONTROL[CKGateL2BMiscDisable](D0F2xF4_x90[2]) = 1b
1458  */
1459 static void amd_iommu_erratum_746_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1460 {
1461         u32 value;
1462
1463         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1464             (boot_cpu_data.x86_model < 0x10) ||
1465             (boot_cpu_data.x86_model > 0x1f))
1466                 return;
1467
1468         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1469         pci_read_config_dword(iommu->dev, 0xf4, &value);
1470
1471         if (value & BIT(2))
1472                 return;
1473
1474         /* Select NB indirect register 0x90 and enable writing */
1475         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90 | (1 << 8));
1476
1477         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf4, value | 0x4);
1478         pci_info(iommu->dev, "Applying erratum 746 workaround\n");
1479
1480         /* Clear the enable writing bit */
1481         pci_write_config_dword(iommu->dev, 0xf0, 0x90);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * Family15h Model 30h-3fh (IOMMU Mishandles ATS Write Permission)
1486  * Workaround:
1487  *     BIOS should enable ATS write permission check by setting
1488  *     L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis](D0F2xF4_x47[0]) = 1b
1489  */
1490 static void amd_iommu_ats_write_check_workaround(struct amd_iommu *iommu)
1491 {
1492         u32 value;
1493
1494         if ((boot_cpu_data.x86 != 0x15) ||
1495             (boot_cpu_data.x86_model < 0x30) ||
1496             (boot_cpu_data.x86_model > 0x3f))
1497                 return;
1498
1499         /* Test L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] == 1 */
1500         value = iommu_read_l2(iommu, 0x47);
1501
1502         if (value & BIT(0))
1503                 return;
1504
1505         /* Set L2_DEBUG_3[AtsIgnoreIWDis] = 1 */
1506         iommu_write_l2(iommu, 0x47, value | BIT(0));
1507
1508         pci_info(iommu->dev, "Applying ATS write check workaround\n");
1509 }
1510
1511 /*
1512  * This function clues the initialization function for one IOMMU
1513  * together and also allocates the command buffer and programs the
1514  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
1515  */
1516 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
1517 {
1518         int ret;
1519
1520         raw_spin_lock_init(&iommu->lock);
1521         iommu->cmd_sem_val = 0;
1522
1523         /* Add IOMMU to internal data structures */
1524         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
1525         iommu->index = amd_iommus_present++;
1526
1527         if (unlikely(iommu->index >= MAX_IOMMUS)) {
1528                 WARN(1, "System has more IOMMUs than supported by this driver\n");
1529                 return -ENOSYS;
1530         }
1531
1532         /* Index is fine - add IOMMU to the array */
1533         amd_iommus[iommu->index] = iommu;
1534
1535         /*
1536          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
1537          */
1538         iommu->devid   = h->devid;
1539         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
1540         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
1541         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
1542
1543         switch (h->type) {
1544         case 0x10:
1545                 /* Check if IVHD EFR contains proper max banks/counters */
1546                 if ((h->efr_attr != 0) &&
1547                     ((h->efr_attr & (0xF << 13)) != 0) &&
1548                     ((h->efr_attr & (0x3F << 17)) != 0))
1549                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1550                 else
1551                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1552                 if (((h->efr_attr & (0x1 << IOMMU_FEAT_GASUP_SHIFT)) == 0))
1553                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY;
1554                 break;
1555         case 0x11:
1556         case 0x40:
1557                 if (h->efr_reg & (1 << 9))
1558                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_REG_END_OFFSET;
1559                 else
1560                         iommu->mmio_phys_end = MMIO_CNTR_CONF_OFFSET;
1561                 if (((h->efr_reg & (0x1 << IOMMU_EFR_GASUP_SHIFT)) == 0))
1562                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY;
1563                 /*
1564                  * Note: Since iommu_update_intcapxt() leverages
1565                  * the IOMMU MMIO access to MSI capability block registers
1566                  * for MSI address lo/hi/data, we need to check both
1567                  * EFR[XtSup] and EFR[MsiCapMmioSup] for x2APIC support.
1568                  */
1569                 if ((h->efr_reg & BIT(IOMMU_EFR_XTSUP_SHIFT)) &&
1570                     (h->efr_reg & BIT(IOMMU_EFR_MSICAPMMIOSUP_SHIFT)))
1571                         amd_iommu_xt_mode = IRQ_REMAP_X2APIC_MODE;
1572                 break;
1573         default:
1574                 return -EINVAL;
1575         }
1576
1577         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(iommu->mmio_phys,
1578                                                 iommu->mmio_phys_end);
1579         if (!iommu->mmio_base)
1580                 return -ENOMEM;
1581
1582         if (alloc_cwwb_sem(iommu))
1583                 return -ENOMEM;
1584
1585         if (alloc_command_buffer(iommu))
1586                 return -ENOMEM;
1587
1588         if (alloc_event_buffer(iommu))
1589                 return -ENOMEM;
1590
1591         iommu->int_enabled = false;
1592
1593         init_translation_status(iommu);
1594         if (translation_pre_enabled(iommu) && !is_kdump_kernel()) {
1595                 iommu_disable(iommu);
1596                 clear_translation_pre_enabled(iommu);
1597                 pr_warn("Translation was enabled for IOMMU:%d but we are not in kdump mode\n",
1598                         iommu->index);
1599         }
1600         if (amd_iommu_pre_enabled)
1601                 amd_iommu_pre_enabled = translation_pre_enabled(iommu);
1602
1603         ret = init_iommu_from_acpi(iommu, h);
1604         if (ret)
1605                 return ret;
1606
1607         ret = amd_iommu_create_irq_domain(iommu);
1608         if (ret)
1609                 return ret;
1610
1611         /*
1612          * Make sure IOMMU is not considered to translate itself. The IVRS
1613          * table tells us so, but this is a lie!
1614          */
1615         amd_iommu_rlookup_table[iommu->devid] = NULL;
1616
1617         return 0;
1618 }
1619
1620 /**
1621  * get_highest_supported_ivhd_type - Look up the appropriate IVHD type
1622  * @ivrs: Pointer to the IVRS header
1623  *
1624  * This function search through all IVDB of the maximum supported IVHD
1625  */
1626 static u8 get_highest_supported_ivhd_type(struct acpi_table_header *ivrs)
1627 {
1628         u8 *base = (u8 *)ivrs;
1629         struct ivhd_header *ivhd = (struct ivhd_header *)
1630                                         (base + IVRS_HEADER_LENGTH);
1631         u8 last_type = ivhd->type;
1632         u16 devid = ivhd->devid;
1633
1634         while (((u8 *)ivhd - base < ivrs->length) &&
1635                (ivhd->type <= ACPI_IVHD_TYPE_MAX_SUPPORTED)) {
1636                 u8 *p = (u8 *) ivhd;
1637
1638                 if (ivhd->devid == devid)
1639                         last_type = ivhd->type;
1640                 ivhd = (struct ivhd_header *)(p + ivhd->length);
1641         }
1642
1643         return last_type;
1644 }
1645
1646 /*
1647  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
1648  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
1649  */
1650 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
1651 {
1652         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1653         struct ivhd_header *h;
1654         struct amd_iommu *iommu;
1655         int ret;
1656
1657         end += table->length;
1658         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1659
1660         while (p < end) {
1661                 h = (struct ivhd_header *)p;
1662                 if (*p == amd_iommu_target_ivhd_type) {
1663
1664                         DUMP_printk("device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
1665                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
1666                                     PCI_BUS_NUM(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
1667                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
1668                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
1669                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
1670                                     h->mmio_phys);
1671
1672                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
1673                         if (iommu == NULL)
1674                                 return -ENOMEM;
1675
1676                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
1677                         if (ret)
1678                                 return ret;
1679                 }
1680                 p += h->length;
1681
1682         }
1683         WARN_ON(p != end);
1684
1685         return 0;
1686 }
1687
1688 static int iommu_pc_get_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr,
1689                                 u8 fxn, u64 *value, bool is_write);
1690
1691 static void init_iommu_perf_ctr(struct amd_iommu *iommu)
1692 {
1693         struct pci_dev *pdev = iommu->dev;
1694         u64 val = 0xabcd, val2 = 0, save_reg = 0;
1695
1696         if (!iommu_feature(iommu, FEATURE_PC))
1697                 return;
1698
1699         amd_iommu_pc_present = true;
1700
1701         /* save the value to restore, if writable */
1702         if (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &save_reg, false))
1703                 goto pc_false;
1704
1705         /* Check if the performance counters can be written to */
1706         if ((iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &val, true)) ||
1707             (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &val2, false)) ||
1708             (val != val2))
1709                 goto pc_false;
1710
1711         /* restore */
1712         if (iommu_pc_get_set_reg(iommu, 0, 0, 0, &save_reg, true))
1713                 goto pc_false;
1714
1715         pci_info(pdev, "IOMMU performance counters supported\n");
1716
1717         val = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CNTR_CONF_OFFSET);
1718         iommu->max_banks = (u8) ((val >> 12) & 0x3f);
1719         iommu->max_counters = (u8) ((val >> 7) & 0xf);
1720
1721         return;
1722
1723 pc_false:
1724         pci_err(pdev, "Unable to read/write to IOMMU perf counter.\n");
1725         amd_iommu_pc_present = false;
1726         return;
1727 }
1728
1729 static ssize_t amd_iommu_show_cap(struct device *dev,
1730                                   struct device_attribute *attr,
1731                                   char *buf)
1732 {
1733         struct amd_iommu *iommu = dev_to_amd_iommu(dev);
1734         return sprintf(buf, "%x\n", iommu->cap);
1735 }
1736 static DEVICE_ATTR(cap, S_IRUGO, amd_iommu_show_cap, NULL);
1737
1738 static ssize_t amd_iommu_show_features(struct device *dev,
1739                                        struct device_attribute *attr,
1740                                        char *buf)
1741 {
1742         struct amd_iommu *iommu = dev_to_amd_iommu(dev);
1743         return sprintf(buf, "%llx\n", iommu->features);
1744 }
1745 static DEVICE_ATTR(features, S_IRUGO, amd_iommu_show_features, NULL);
1746
1747 static struct attribute *amd_iommu_attrs[] = {
1748         &dev_attr_cap.attr,
1749         &dev_attr_features.attr,
1750         NULL,
1751 };
1752
1753 static struct attribute_group amd_iommu_group = {
1754         .name = "amd-iommu",
1755         .attrs = amd_iommu_attrs,
1756 };
1757
1758 static const struct attribute_group *amd_iommu_groups[] = {
1759         &amd_iommu_group,
1760         NULL,
1761 };
1762
1763 static int __init iommu_init_pci(struct amd_iommu *iommu)
1764 {
1765         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
1766         int ret;
1767
1768         iommu->dev = pci_get_domain_bus_and_slot(0, PCI_BUS_NUM(iommu->devid),
1769                                                  iommu->devid & 0xff);
1770         if (!iommu->dev)
1771                 return -ENODEV;
1772
1773         /* Prevent binding other PCI device drivers to IOMMU devices */
1774         iommu->dev->match_driver = false;
1775
1776         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
1777                               &iommu->cap);
1778
1779         if (!(iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_IOTLB)))
1780                 amd_iommu_iotlb_sup = false;
1781
1782         /* read extended feature bits */
1783         iommu->features = readq(iommu->mmio_base + MMIO_EXT_FEATURES);
1784
1785         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT)) {
1786                 int glxval;
1787                 u32 max_pasid;
1788                 u64 pasmax;
1789
1790                 pasmax = iommu->features & FEATURE_PASID_MASK;
1791                 pasmax >>= FEATURE_PASID_SHIFT;
1792                 max_pasid  = (1 << (pasmax + 1)) - 1;
1793
1794                 amd_iommu_max_pasid = min(amd_iommu_max_pasid, max_pasid);
1795
1796                 BUG_ON(amd_iommu_max_pasid & ~PASID_MASK);
1797
1798                 glxval   = iommu->features & FEATURE_GLXVAL_MASK;
1799                 glxval >>= FEATURE_GLXVAL_SHIFT;
1800
1801                 if (amd_iommu_max_glx_val == -1)
1802                         amd_iommu_max_glx_val = glxval;
1803                 else
1804                         amd_iommu_max_glx_val = min(amd_iommu_max_glx_val, glxval);
1805         }
1806
1807         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_GT) &&
1808             iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR)) {
1809                 iommu->is_iommu_v2   = true;
1810                 amd_iommu_v2_present = true;
1811         }
1812
1813         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_PPR) && alloc_ppr_log(iommu))
1814                 return -ENOMEM;
1815
1816         ret = iommu_init_ga(iommu);
1817         if (ret)
1818                 return ret;
1819
1820         if (iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE))
1821                 amd_iommu_np_cache = true;
1822
1823         init_iommu_perf_ctr(iommu);
1824
1825         if (is_rd890_iommu(iommu->dev)) {
1826                 int i, j;
1827
1828                 iommu->root_pdev =
1829                         pci_get_domain_bus_and_slot(0, iommu->dev->bus->number,
1830                                                     PCI_DEVFN(0, 0));
1831
1832                 /*
1833                  * Some rd890 systems may not be fully reconfigured by the
1834                  * BIOS, so it's necessary for us to store this information so
1835                  * it can be reprogrammed on resume
1836                  */
1837                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
1838                                 &iommu->stored_addr_lo);
1839                 pci_read_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
1840                                 &iommu->stored_addr_hi);
1841
1842                 /* Low bit locks writes to configuration space */
1843                 iommu->stored_addr_lo &= ~1;
1844
1845                 for (i = 0; i < 6; i++)
1846                         for (j = 0; j < 0x12; j++)
1847                                 iommu->stored_l1[i][j] = iommu_read_l1(iommu, i, j);
1848
1849                 for (i = 0; i < 0x83; i++)
1850                         iommu->stored_l2[i] = iommu_read_l2(iommu, i);
1851         }
1852
1853         amd_iommu_erratum_746_workaround(iommu);
1854         amd_iommu_ats_write_check_workaround(iommu);
1855
1856         iommu_device_sysfs_add(&iommu->iommu, &iommu->dev->dev,
1857                                amd_iommu_groups, "ivhd%d", iommu->index);
1858         iommu_device_set_ops(&iommu->iommu, &amd_iommu_ops);
1859         iommu_device_register(&iommu->iommu);
1860
1861         return pci_enable_device(iommu->dev);
1862 }
1863
1864 static void print_iommu_info(void)
1865 {
1866         static const char * const feat_str[] = {
1867                 "PreF", "PPR", "X2APIC", "NX", "GT", "[5]",
1868                 "IA", "GA", "HE", "PC"
1869         };
1870         struct amd_iommu *iommu;
1871
1872         for_each_iommu(iommu) {
1873                 struct pci_dev *pdev = iommu->dev;
1874                 int i;
1875
1876                 pci_info(pdev, "Found IOMMU cap 0x%hx\n", iommu->cap_ptr);
1877
1878                 if (iommu->cap & (1 << IOMMU_CAP_EFR)) {
1879                         pci_info(pdev, "Extended features (%#llx):",
1880                                  iommu->features);
1881                         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(feat_str); ++i) {
1882                                 if (iommu_feature(iommu, (1ULL << i)))
1883                                         pr_cont(" %s", feat_str[i]);
1884                         }
1885
1886                         if (iommu->features & FEATURE_GAM_VAPIC)
1887                                 pr_cont(" GA_vAPIC");
1888
1889                         pr_cont("\n");
1890                 }
1891         }
1892         if (irq_remapping_enabled) {
1893                 pr_info("Interrupt remapping enabled\n");
1894                 if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
1895                         pr_info("Virtual APIC enabled\n");
1896                 if (amd_iommu_xt_mode == IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
1897                         pr_info("X2APIC enabled\n");
1898         }
1899 }
1900
1901 static int __init amd_iommu_init_pci(void)
1902 {
1903         struct amd_iommu *iommu;
1904         int ret = 0;
1905
1906         for_each_iommu(iommu) {
1907                 ret = iommu_init_pci(iommu);
1908                 if (ret)
1909                         break;
1910
1911                 /* Need to setup range after PCI init */
1912                 iommu_set_cwwb_range(iommu);
1913         }
1914
1915         /*
1916          * Order is important here to make sure any unity map requirements are
1917          * fulfilled. The unity mappings are created and written to the device
1918          * table during the amd_iommu_init_api() call.
1919          *
1920          * After that we call init_device_table_dma() to make sure any
1921          * uninitialized DTE will block DMA, and in the end we flush the caches
1922          * of all IOMMUs to make sure the changes to the device table are
1923          * active.
1924          */
1925         ret = amd_iommu_init_api();
1926
1927         init_device_table_dma();
1928
1929         for_each_iommu(iommu)
1930                 iommu_flush_all_caches(iommu);
1931
1932         if (!ret)
1933                 print_iommu_info();
1934
1935         return ret;
1936 }
1937
1938 /****************************************************************************
1939  *
1940  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
1941  * in the system. It's a bit challenging because there could be multiple
1942  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
1943  * pci_dev.
1944  *
1945  ****************************************************************************/
1946
1947 static int iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
1948 {
1949         int r;
1950
1951         r = pci_enable_msi(iommu->dev);
1952         if (r)
1953                 return r;
1954
1955         r = request_threaded_irq(iommu->dev->irq,
1956                                  amd_iommu_int_handler,
1957                                  amd_iommu_int_thread,
1958                                  0, "AMD-Vi",
1959                                  iommu);
1960
1961         if (r) {
1962                 pci_disable_msi(iommu->dev);
1963                 return r;
1964         }
1965
1966         iommu->int_enabled = true;
1967
1968         return 0;
1969 }
1970
1971 #define XT_INT_DEST_MODE(x)     (((x) & 0x1ULL) << 2)
1972 #define XT_INT_DEST_LO(x)       (((x) & 0xFFFFFFULL) << 8)
1973 #define XT_INT_VEC(x)           (((x) & 0xFFULL) << 32)
1974 #define XT_INT_DEST_HI(x)       ((((x) >> 24) & 0xFFULL) << 56)
1975
1976 /*
1977  * Setup the IntCapXT registers with interrupt routing information
1978  * based on the PCI MSI capability block registers, accessed via
1979  * MMIO MSI address low/hi and MSI data registers.
1980  */
1981 static void iommu_update_intcapxt(struct amd_iommu *iommu)
1982 {
1983         u64 val;
1984         u32 addr_lo = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_ADDR_LO_OFFSET);
1985         u32 addr_hi = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_ADDR_HI_OFFSET);
1986         u32 data    = readl(iommu->mmio_base + MMIO_MSI_DATA_OFFSET);
1987         bool dm     = (addr_lo >> MSI_ADDR_DEST_MODE_SHIFT) & 0x1;
1988         u32 dest    = ((addr_lo >> MSI_ADDR_DEST_ID_SHIFT) & 0xFF);
1989
1990         if (x2apic_enabled())
1991                 dest |= MSI_ADDR_EXT_DEST_ID(addr_hi);
1992
1993         val = XT_INT_VEC(data & 0xFF) |
1994               XT_INT_DEST_MODE(dm) |
1995               XT_INT_DEST_LO(dest) |
1996               XT_INT_DEST_HI(dest);
1997
1998         /**
1999          * Current IOMMU implemtation uses the same IRQ for all
2000          * 3 IOMMU interrupts.
2001          */
2002         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_EVT_OFFSET);
2003         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_PPR_OFFSET);
2004         writeq(val, iommu->mmio_base + MMIO_INTCAPXT_GALOG_OFFSET);
2005 }
2006
2007 static void _irq_notifier_notify(struct irq_affinity_notify *notify,
2008                                  const cpumask_t *mask)
2009 {
2010         struct amd_iommu *iommu;
2011
2012         for_each_iommu(iommu) {
2013                 if (iommu->dev->irq == notify->irq) {
2014                         iommu_update_intcapxt(iommu);
2015                         break;
2016                 }
2017         }
2018 }
2019
2020 static void _irq_notifier_release(struct kref *ref)
2021 {
2022 }
2023
2024 static int iommu_init_intcapxt(struct amd_iommu *iommu)
2025 {
2026         int ret;
2027         struct irq_affinity_notify *notify = &iommu->intcapxt_notify;
2028
2029         /**
2030          * IntCapXT requires XTSup=1 and MsiCapMmioSup=1,
2031          * which can be inferred from amd_iommu_xt_mode.
2032          */
2033         if (amd_iommu_xt_mode != IRQ_REMAP_X2APIC_MODE)
2034                 return 0;
2035
2036         /**
2037          * Also, we need to setup notifier to update the IntCapXT registers
2038          * whenever the irq affinity is changed from user-space.
2039          */
2040         notify->irq = iommu->dev->irq;
2041         notify->notify = _irq_notifier_notify,
2042         notify->release = _irq_notifier_release,
2043         ret = irq_set_affinity_notifier(iommu->dev->irq, notify);
2044         if (ret) {
2045                 pr_err("Failed to register irq affinity notifier (devid=%#x, irq %d)\n",
2046                        iommu->devid, iommu->dev->irq);
2047                 return ret;
2048         }
2049
2050         iommu_update_intcapxt(iommu);
2051         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_INTCAPXT_EN);
2052         return ret;
2053 }
2054
2055 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
2056 {
2057         int ret;
2058
2059         if (iommu->int_enabled)
2060                 goto enable_faults;
2061
2062         if (iommu->dev->msi_cap)
2063                 ret = iommu_setup_msi(iommu);
2064         else
2065                 ret = -ENODEV;
2066
2067         if (ret)
2068                 return ret;
2069
2070 enable_faults:
2071         ret = iommu_init_intcapxt(iommu);
2072         if (ret)
2073                 return ret;
2074
2075         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
2076
2077         if (iommu->ppr_log != NULL)
2078                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PPRINT_EN);
2079
2080         iommu_ga_log_enable(iommu);
2081
2082         return 0;
2083 }
2084
2085 /****************************************************************************
2086  *
2087  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
2088  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
2089  * gathered (like exclusion and unity mapping ranges).
2090  *
2091  ****************************************************************************/
2092
2093 static void __init free_unity_maps(void)
2094 {
2095         struct unity_map_entry *entry, *next;
2096
2097         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
2098                 list_del(&entry->list);
2099                 kfree(entry);
2100         }
2101 }
2102
2103 /* called when we find an exclusion range definition in ACPI */
2104 static int __init init_exclusion_range(struct ivmd_header *m)
2105 {
2106         int i;
2107
2108         switch (m->type) {
2109         case ACPI_IVMD_TYPE:
2110                 set_device_exclusion_range(m->devid, m);
2111                 break;
2112         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
2113                 for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
2114                         set_device_exclusion_range(i, m);
2115                 break;
2116         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
2117                 for (i = m->devid; i <= m->aux; ++i)
2118                         set_device_exclusion_range(i, m);
2119                 break;
2120         default:
2121                 break;
2122         }
2123
2124         return 0;
2125 }
2126
2127 /* called for unity map ACPI definition */
2128 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
2129 {
2130         struct unity_map_entry *e = NULL;
2131         char *s;
2132
2133         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
2134         if (e == NULL)
2135                 return -ENOMEM;
2136
2137         if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
2138                 init_exclusion_range(m);
2139
2140         switch (m->type) {
2141         default:
2142                 kfree(e);
2143                 return 0;
2144         case ACPI_IVMD_TYPE:
2145                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
2146                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
2147                 break;
2148         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
2149                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
2150                 e->devid_start = 0;
2151                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
2152                 break;
2153         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
2154                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
2155                 e->devid_start = m->devid;
2156                 e->devid_end = m->aux;
2157                 break;
2158         }
2159         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
2160         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
2161         e->prot = m->flags >> 1;
2162
2163         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
2164                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
2165                     PCI_BUS_NUM(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
2166                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS_NUM(e->devid_end),
2167                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
2168                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
2169
2170         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
2171
2172         return 0;
2173 }
2174
2175 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
2176 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
2177 {
2178         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
2179         struct ivmd_header *m;
2180
2181         end += table->length;
2182         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
2183
2184         while (p < end) {
2185                 m = (struct ivmd_header *)p;
2186                 if (m->flags & (IVMD_FLAG_UNITY_MAP | IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
2187                         init_unity_map_range(m);
2188
2189                 p += m->length;
2190         }
2191
2192         return 0;
2193 }
2194
2195 /*
2196  * Init the device table to not allow DMA access for devices
2197  */
2198 static void init_device_table_dma(void)
2199 {
2200         u32 devid;
2201
2202         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
2203                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
2204                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
2205         }
2206 }
2207
2208 static void __init uninit_device_table_dma(void)
2209 {
2210         u32 devid;
2211
2212         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
2213                 amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = 0ULL;
2214                 amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0ULL;
2215         }
2216 }
2217
2218 static void init_device_table(void)
2219 {
2220         u32 devid;
2221
2222         if (!amd_iommu_irq_remap)
2223                 return;
2224
2225         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
2226                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IRQ_TBL_EN);
2227 }
2228
2229 static void iommu_init_flags(struct amd_iommu *iommu)
2230 {
2231         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
2232                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
2233                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
2234
2235         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
2236                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
2237                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
2238
2239         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
2240                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
2241                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
2242
2243         iommu->acpi_flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
2244                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
2245                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
2246
2247         /*
2248          * make IOMMU memory accesses cache coherent
2249          */
2250         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
2251
2252         /* Set IOTLB invalidation timeout to 1s */
2253         iommu_set_inv_tlb_timeout(iommu, CTRL_INV_TO_1S);
2254 }
2255
2256 static void iommu_apply_resume_quirks(struct amd_iommu *iommu)
2257 {
2258         int i, j;
2259         u32 ioc_feature_control;
2260         struct pci_dev *pdev = iommu->root_pdev;
2261
2262         /* RD890 BIOSes may not have completely reconfigured the iommu */
2263         if (!is_rd890_iommu(iommu->dev) || !pdev)
2264                 return;
2265
2266         /*
2267          * First, we need to ensure that the iommu is enabled. This is
2268          * controlled by a register in the northbridge
2269          */
2270
2271         /* Select Northbridge indirect register 0x75 and enable writing */
2272         pci_write_config_dword(pdev, 0x60, 0x75 | (1 << 7));
2273         pci_read_config_dword(pdev, 0x64, &ioc_feature_control);
2274
2275         /* Enable the iommu */
2276         if (!(ioc_feature_control & 0x1))
2277                 pci_write_config_dword(pdev, 0x64, ioc_feature_control | 1);
2278
2279         /* Restore the iommu BAR */
2280         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
2281                                iommu->stored_addr_lo);
2282         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 8,
2283                                iommu->stored_addr_hi);
2284
2285         /* Restore the l1 indirect regs for each of the 6 l1s */
2286         for (i = 0; i < 6; i++)
2287                 for (j = 0; j < 0x12; j++)
2288                         iommu_write_l1(iommu, i, j, iommu->stored_l1[i][j]);
2289
2290         /* Restore the l2 indirect regs */
2291         for (i = 0; i < 0x83; i++)
2292                 iommu_write_l2(iommu, i, iommu->stored_l2[i]);
2293
2294         /* Lock PCI setup registers */
2295         pci_write_config_dword(iommu->dev, iommu->cap_ptr + 4,
2296                                iommu->stored_addr_lo | 1);
2297 }
2298
2299 static void iommu_enable_ga(struct amd_iommu *iommu)
2300 {
2301 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2302         switch (amd_iommu_guest_ir) {
2303         case AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC:
2304                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GAM_EN);
2305                 fallthrough;
2306         case AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA:
2307                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_GA_EN);
2308                 iommu->irte_ops = &irte_128_ops;
2309                 break;
2310         default:
2311                 iommu->irte_ops = &irte_32_ops;
2312                 break;
2313         }
2314 #endif
2315 }
2316
2317 static void early_enable_iommu(struct amd_iommu *iommu)
2318 {
2319         iommu_disable(iommu);
2320         iommu_init_flags(iommu);
2321         iommu_set_device_table(iommu);
2322         iommu_enable_command_buffer(iommu);
2323         iommu_enable_event_buffer(iommu);
2324         iommu_set_exclusion_range(iommu);
2325         iommu_enable_ga(iommu);
2326         iommu_enable_xt(iommu);
2327         iommu_enable(iommu);
2328         iommu_flush_all_caches(iommu);
2329 }
2330
2331 /*
2332  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
2333  * they have been initialized.
2334  *
2335  * Or if in kdump kernel and IOMMUs are all pre-enabled, try to copy
2336  * the old content of device table entries. Not this case or copy failed,
2337  * just continue as normal kernel does.
2338  */
2339 static void early_enable_iommus(void)
2340 {
2341         struct amd_iommu *iommu;
2342
2343
2344         if (!copy_device_table()) {
2345                 /*
2346                  * If come here because of failure in copying device table from old
2347                  * kernel with all IOMMUs enabled, print error message and try to
2348                  * free allocated old_dev_tbl_cpy.
2349                  */
2350                 if (amd_iommu_pre_enabled)
2351                         pr_err("Failed to copy DEV table from previous kernel.\n");
2352                 if (old_dev_tbl_cpy != NULL)
2353                         free_pages((unsigned long)old_dev_tbl_cpy,
2354                                         get_order(dev_table_size));
2355
2356                 for_each_iommu(iommu) {
2357                         clear_translation_pre_enabled(iommu);
2358                         early_enable_iommu(iommu);
2359                 }
2360         } else {
2361                 pr_info("Copied DEV table from previous kernel.\n");
2362                 free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
2363                                 get_order(dev_table_size));
2364                 amd_iommu_dev_table = old_dev_tbl_cpy;
2365                 for_each_iommu(iommu) {
2366                         iommu_disable_command_buffer(iommu);
2367                         iommu_disable_event_buffer(iommu);
2368                         iommu_enable_command_buffer(iommu);
2369                         iommu_enable_event_buffer(iommu);
2370                         iommu_enable_ga(iommu);
2371                         iommu_enable_xt(iommu);
2372                         iommu_set_device_table(iommu);
2373                         iommu_flush_all_caches(iommu);
2374                 }
2375         }
2376
2377 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2378         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
2379                 amd_iommu_irq_ops.capability |= (1 << IRQ_POSTING_CAP);
2380 #endif
2381 }
2382
2383 static void enable_iommus_v2(void)
2384 {
2385         struct amd_iommu *iommu;
2386
2387         for_each_iommu(iommu) {
2388                 iommu_enable_ppr_log(iommu);
2389                 iommu_enable_gt(iommu);
2390         }
2391 }
2392
2393 static void enable_iommus(void)
2394 {
2395         early_enable_iommus();
2396
2397         enable_iommus_v2();
2398 }
2399
2400 static void disable_iommus(void)
2401 {
2402         struct amd_iommu *iommu;
2403
2404         for_each_iommu(iommu)
2405                 iommu_disable(iommu);
2406
2407 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2408         if (AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC(amd_iommu_guest_ir))
2409                 amd_iommu_irq_ops.capability &= ~(1 << IRQ_POSTING_CAP);
2410 #endif
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Suspend/Resume support
2415  * disable suspend until real resume implemented
2416  */
2417
2418 static void amd_iommu_resume(void)
2419 {
2420         struct amd_iommu *iommu;
2421
2422         for_each_iommu(iommu)
2423                 iommu_apply_resume_quirks(iommu);
2424
2425         /* re-load the hardware */
2426         enable_iommus();
2427
2428         amd_iommu_enable_interrupts();
2429 }
2430
2431 static int amd_iommu_suspend(void)
2432 {
2433         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
2434         disable_iommus();
2435
2436         return 0;
2437 }
2438
2439 static struct syscore_ops amd_iommu_syscore_ops = {
2440         .suspend = amd_iommu_suspend,
2441         .resume = amd_iommu_resume,
2442 };
2443
2444 static void __init free_iommu_resources(void)
2445 {
2446         kmemleak_free(irq_lookup_table);
2447         free_pages((unsigned long)irq_lookup_table,
2448                    get_order(rlookup_table_size));
2449         irq_lookup_table = NULL;
2450
2451         kmem_cache_destroy(amd_iommu_irq_cache);
2452         amd_iommu_irq_cache = NULL;
2453
2454         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
2455                    get_order(rlookup_table_size));
2456         amd_iommu_rlookup_table = NULL;
2457
2458         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
2459                    get_order(alias_table_size));
2460         amd_iommu_alias_table = NULL;
2461
2462         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
2463                    get_order(dev_table_size));
2464         amd_iommu_dev_table = NULL;
2465
2466         free_iommu_all();
2467 }
2468
2469 /* SB IOAPIC is always on this device in AMD systems */
2470 #define IOAPIC_SB_DEVID         ((0x00 << 8) | PCI_DEVFN(0x14, 0))
2471
2472 static bool __init check_ioapic_information(void)
2473 {
2474         const char *fw_bug = FW_BUG;
2475         bool ret, has_sb_ioapic;
2476         int idx;
2477
2478         has_sb_ioapic = false;
2479         ret           = false;
2480
2481         /*
2482          * If we have map overrides on the kernel command line the
2483          * messages in this function might not describe firmware bugs
2484          * anymore - so be careful
2485          */
2486         if (cmdline_maps)
2487                 fw_bug = "";
2488
2489         for (idx = 0; idx < nr_ioapics; idx++) {
2490                 int devid, id = mpc_ioapic_id(idx);
2491
2492                 devid = get_ioapic_devid(id);
2493                 if (devid < 0) {
2494                         pr_err("%s: IOAPIC[%d] not in IVRS table\n",
2495                                 fw_bug, id);
2496                         ret = false;
2497                 } else if (devid == IOAPIC_SB_DEVID) {
2498                         has_sb_ioapic = true;
2499                         ret           = true;
2500                 }
2501         }
2502
2503         if (!has_sb_ioapic) {
2504                 /*
2505                  * We expect the SB IOAPIC to be listed in the IVRS
2506                  * table. The system timer is connected to the SB IOAPIC
2507                  * and if we don't have it in the list the system will
2508                  * panic at boot time.  This situation usually happens
2509                  * when the BIOS is buggy and provides us the wrong
2510                  * device id for the IOAPIC in the system.
2511                  */
2512                 pr_err("%s: No southbridge IOAPIC found\n", fw_bug);
2513         }
2514
2515         if (!ret)
2516                 pr_err("Disabling interrupt remapping\n");
2517
2518         return ret;
2519 }
2520
2521 static void __init free_dma_resources(void)
2522 {
2523         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
2524                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
2525         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = NULL;
2526
2527         free_unity_maps();
2528 }
2529
2530 /*
2531  * This is the hardware init function for AMD IOMMU in the system.
2532  * This function is called either from amd_iommu_init or from the interrupt
2533  * remapping setup code.
2534  *
2535  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
2536  * four times:
2537  *
2538  *      1 pass) Discover the most comprehensive IVHD type to use.
2539  *
2540  *      2 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
2541  *              Upon this information the size of the data structures is
2542  *              determined that needs to be allocated.
2543  *
2544  *      3 pass) Initialize the data structures just allocated with the
2545  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
2546  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
2547  *              system to specific IOMMUs
2548  *
2549  *      4 pass) After the basic data structures are allocated and
2550  *              initialized we update them with information about memory
2551  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
2552  *              this last pass.
2553  *
2554  * After everything is set up the IOMMUs are enabled and the necessary
2555  * hotplug and suspend notifiers are registered.
2556  */
2557 static int __init early_amd_iommu_init(void)
2558 {
2559         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2560         acpi_status status;
2561         int i, remap_cache_sz, ret = 0;
2562         u32 pci_id;
2563
2564         if (!amd_iommu_detected)
2565                 return -ENODEV;
2566
2567         status = acpi_get_table("IVRS", 0, &ivrs_base);
2568         if (status == AE_NOT_FOUND)
2569                 return -ENODEV;
2570         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2571                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2572                 pr_err("IVRS table error: %s\n", err);
2573                 return -EINVAL;
2574         }
2575
2576         /*
2577          * Validate checksum here so we don't need to do it when
2578          * we actually parse the table
2579          */
2580         ret = check_ivrs_checksum(ivrs_base);
2581         if (ret)
2582                 goto out;
2583
2584         amd_iommu_target_ivhd_type = get_highest_supported_ivhd_type(ivrs_base);
2585         DUMP_printk("Using IVHD type %#x\n", amd_iommu_target_ivhd_type);
2586
2587         /*
2588          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
2589          * we need to handle. Upon this information the shared data
2590          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
2591          */
2592         ret = find_last_devid_acpi(ivrs_base);
2593         if (ret)
2594                 goto out;
2595
2596         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
2597         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
2598         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
2599
2600         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
2601         ret = -ENOMEM;
2602         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(
2603                                       GFP_KERNEL | __GFP_ZERO | GFP_DMA32,
2604                                       get_order(dev_table_size));
2605         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
2606                 goto out;
2607
2608         /*
2609          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
2610          * IOMMU see for that device
2611          */
2612         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
2613                         get_order(alias_table_size));
2614         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
2615                 goto out;
2616
2617         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
2618         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
2619                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2620                         get_order(rlookup_table_size));
2621         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
2622                 goto out;
2623
2624         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
2625                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2626                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
2627         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
2628                 goto out;
2629
2630         /*
2631          * let all alias entries point to itself
2632          */
2633         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
2634                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
2635
2636         /*
2637          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
2638          * error value placeholder
2639          */
2640         __set_bit(0, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
2641
2642         /*
2643          * now the data structures are allocated and basically initialized
2644          * start the real acpi table scan
2645          */
2646         ret = init_iommu_all(ivrs_base);
2647         if (ret)
2648                 goto out;
2649
2650         /* Disable IOMMU if there's Stoney Ridge graphics */
2651         for (i = 0; i < 32; i++) {
2652                 pci_id = read_pci_config(0, i, 0, 0);
2653                 if ((pci_id & 0xffff) == 0x1002 && (pci_id >> 16) == 0x98e4) {
2654                         pr_info("Disable IOMMU on Stoney Ridge\n");
2655                         amd_iommu_disabled = true;
2656                         break;
2657                 }
2658         }
2659
2660         /* Disable any previously enabled IOMMUs */
2661         if (!is_kdump_kernel() || amd_iommu_disabled)
2662                 disable_iommus();
2663
2664         if (amd_iommu_irq_remap)
2665                 amd_iommu_irq_remap = check_ioapic_information();
2666
2667         if (amd_iommu_irq_remap) {
2668                 /*
2669                  * Interrupt remapping enabled, create kmem_cache for the
2670                  * remapping tables.
2671                  */
2672                 ret = -ENOMEM;
2673                 if (!AMD_IOMMU_GUEST_IR_GA(amd_iommu_guest_ir))
2674                         remap_cache_sz = MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32);
2675                 else
2676                         remap_cache_sz = MAX_IRQS_PER_TABLE * (sizeof(u64) * 2);
2677                 amd_iommu_irq_cache = kmem_cache_create("irq_remap_cache",
2678                                                         remap_cache_sz,
2679                                                         IRQ_TABLE_ALIGNMENT,
2680                                                         0, NULL);
2681                 if (!amd_iommu_irq_cache)
2682                         goto out;
2683
2684                 irq_lookup_table = (void *)__get_free_pages(
2685                                 GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
2686                                 get_order(rlookup_table_size));
2687                 kmemleak_alloc(irq_lookup_table, rlookup_table_size,
2688                                1, GFP_KERNEL);
2689                 if (!irq_lookup_table)
2690                         goto out;
2691         }
2692
2693         ret = init_memory_definitions(ivrs_base);
2694         if (ret)
2695                 goto out;
2696
2697         /* init the device table */
2698         init_device_table();
2699
2700 out:
2701         /* Don't leak any ACPI memory */
2702         acpi_put_table(ivrs_base);
2703         ivrs_base = NULL;
2704
2705         return ret;
2706 }
2707
2708 static int amd_iommu_enable_interrupts(void)
2709 {
2710         struct amd_iommu *iommu;
2711         int ret = 0;
2712
2713         for_each_iommu(iommu) {
2714                 ret = iommu_init_msi(iommu);
2715                 if (ret)
2716                         goto out;
2717         }
2718
2719 out:
2720         return ret;
2721 }
2722
2723 static bool detect_ivrs(void)
2724 {
2725         struct acpi_table_header *ivrs_base;
2726         acpi_status status;
2727
2728         status = acpi_get_table("IVRS", 0, &ivrs_base);
2729         if (status == AE_NOT_FOUND)
2730                 return false;
2731         else if (ACPI_FAILURE(status)) {
2732                 const char *err = acpi_format_exception(status);
2733                 pr_err("IVRS table error: %s\n", err);
2734                 return false;
2735         }
2736
2737         acpi_put_table(ivrs_base);
2738
2739         /* Make sure ACS will be enabled during PCI probe */
2740         pci_request_acs();
2741
2742         return true;
2743 }
2744
2745 /****************************************************************************
2746  *
2747  * AMD IOMMU Initialization State Machine
2748  *
2749  ****************************************************************************/
2750
2751 static int __init state_next(void)
2752 {
2753         int ret = 0;
2754
2755         switch (init_state) {
2756         case IOMMU_START_STATE:
2757                 if (!detect_ivrs()) {
2758                         init_state      = IOMMU_NOT_FOUND;
2759                         ret             = -ENODEV;
2760                 } else {
2761                         init_state      = IOMMU_IVRS_DETECTED;
2762                 }
2763                 break;
2764         case IOMMU_IVRS_DETECTED:
2765                 ret = early_amd_iommu_init();
2766                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_ACPI_FINISHED;
2767                 if (init_state == IOMMU_ACPI_FINISHED && amd_iommu_disabled) {
2768                         pr_info("AMD IOMMU disabled\n");
2769                         init_state = IOMMU_CMDLINE_DISABLED;
2770                         ret = -EINVAL;
2771                 }
2772                 break;
2773         case IOMMU_ACPI_FINISHED:
2774                 early_enable_iommus();
2775                 x86_platform.iommu_shutdown = disable_iommus;
2776                 init_state = IOMMU_ENABLED;
2777                 break;
2778         case IOMMU_ENABLED:
2779                 register_syscore_ops(&amd_iommu_syscore_ops);
2780                 ret = amd_iommu_init_pci();
2781                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_PCI_INIT;
2782                 enable_iommus_v2();
2783                 break;
2784         case IOMMU_PCI_INIT:
2785                 ret = amd_iommu_enable_interrupts();
2786                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_INTERRUPTS_EN;
2787                 break;
2788         case IOMMU_INTERRUPTS_EN:
2789                 ret = amd_iommu_init_dma_ops();
2790                 init_state = ret ? IOMMU_INIT_ERROR : IOMMU_DMA_OPS;
2791                 break;
2792         case IOMMU_DMA_OPS:
2793                 init_state = IOMMU_INITIALIZED;
2794                 break;
2795         case IOMMU_INITIALIZED:
2796                 /* Nothing to do */
2797                 break;
2798         case IOMMU_NOT_FOUND:
2799         case IOMMU_INIT_ERROR:
2800         case IOMMU_CMDLINE_DISABLED:
2801                 /* Error states => do nothing */
2802                 ret = -EINVAL;
2803                 break;
2804         default:
2805                 /* Unknown state */
2806                 BUG();
2807         }
2808
2809         if (ret) {
2810                 free_dma_resources();
2811                 if (!irq_remapping_enabled) {
2812                         disable_iommus();
2813                         free_iommu_resources();
2814                 } else {
2815                         struct amd_iommu *iommu;
2816
2817                         uninit_device_table_dma();
2818                         for_each_iommu(iommu)
2819                                 iommu_flush_all_caches(iommu);
2820                 }
2821         }
2822         return ret;
2823 }
2824
2825 static int __init iommu_go_to_state(enum iommu_init_state state)
2826 {
2827         int ret = -EINVAL;
2828
2829         while (init_state != state) {
2830                 if (init_state == IOMMU_NOT_FOUND         ||
2831                     init_state == IOMMU_INIT_ERROR        ||
2832                     init_state == IOMMU_CMDLINE_DISABLED)
2833                         break;
2834                 ret = state_next();
2835         }
2836
2837         return ret;
2838 }
2839
2840 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
2841 int __init amd_iommu_prepare(void)
2842 {
2843         int ret;
2844
2845         amd_iommu_irq_remap = true;
2846
2847         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ACPI_FINISHED);
2848         if (ret)
2849                 return ret;
2850         return amd_iommu_irq_remap ? 0 : -ENODEV;
2851 }
2852
2853 int __init amd_iommu_enable(void)
2854 {
2855         int ret;
2856
2857         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_ENABLED);
2858         if (ret)
2859                 return ret;
2860
2861         irq_remapping_enabled = 1;
2862         return amd_iommu_xt_mode;
2863 }
2864
2865 void amd_iommu_disable(void)
2866 {
2867         amd_iommu_suspend();
2868 }
2869
2870 int amd_iommu_reenable(int mode)
2871 {
2872         amd_iommu_resume();
2873
2874         return 0;
2875 }
2876
2877 int __init amd_iommu_enable_faulting(void)
2878 {
2879         /* We enable MSI later when PCI is initialized */
2880         return 0;
2881 }
2882 #endif
2883
2884 /*
2885  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
2886  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
2887  * code.
2888  */
2889 static int __init amd_iommu_init(void)
2890 {
2891         struct amd_iommu *iommu;
2892         int ret;
2893
2894         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_INITIALIZED);
2895 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
2896         if (ret && list_empty(&amd_iommu_list)) {
2897                 /*
2898                  * We failed to initialize the AMD IOMMU - try fallback
2899                  * to GART if possible.
2900                  */
2901                 gart_iommu_init();
2902         }
2903 #endif
2904
2905         for_each_iommu(iommu)
2906                 amd_iommu_debugfs_setup(iommu);
2907
2908         return ret;
2909 }
2910
2911 static bool amd_iommu_sme_check(void)
2912 {
2913         if (!sme_active() || (boot_cpu_data.x86 != 0x17))
2914                 return true;
2915
2916         /* For Fam17h, a specific level of support is required */
2917         if (boot_cpu_data.microcode >= 0x08001205)
2918                 return true;
2919
2920         if ((boot_cpu_data.microcode >= 0x08001126) &&
2921             (boot_cpu_data.microcode <= 0x080011ff))
2922                 return true;
2923
2924         pr_notice("IOMMU not currently supported when SME is active\n");
2925
2926         return false;
2927 }
2928
2929 /****************************************************************************
2930  *
2931  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
2932  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
2933  * IOMMUs
2934  *
2935  ****************************************************************************/
2936 int __init amd_iommu_detect(void)
2937 {
2938         int ret;
2939
2940         if (no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
2941                 return -ENODEV;
2942
2943         if (!amd_iommu_sme_check())
2944                 return -ENODEV;
2945
2946         ret = iommu_go_to_state(IOMMU_IVRS_DETECTED);
2947         if (ret)
2948                 return ret;
2949
2950         amd_iommu_detected = true;
2951         iommu_detected = 1;
2952         x86_init.iommu.iommu_init = amd_iommu_init;
2953
2954         return 1;
2955 }
2956
2957 /****************************************************************************
2958  *
2959  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
2960  * options.
2961  *
2962  ****************************************************************************/
2963
2964 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
2965 {
2966         amd_iommu_dump = true;
2967
2968         return 1;
2969 }
2970
2971 static int __init parse_amd_iommu_intr(char *str)
2972 {
2973         for (; *str; ++str) {
2974                 if (strncmp(str, "legacy", 6) == 0) {
2975                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_LEGACY_GA;
2976                         break;
2977                 }
2978                 if (strncmp(str, "vapic", 5) == 0) {
2979                         amd_iommu_guest_ir = AMD_IOMMU_GUEST_IR_VAPIC;
2980                         break;
2981                 }
2982         }
2983         return 1;
2984 }
2985
2986 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
2987 {
2988         for (; *str; ++str) {
2989                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
2990                         amd_iommu_unmap_flush = true;
2991                 if (strncmp(str, "off", 3) == 0)
2992                         amd_iommu_disabled = true;
2993                 if (strncmp(str, "force_isolation", 15) == 0)
2994                         amd_iommu_force_isolation = true;
2995         }
2996
2997         return 1;
2998 }
2999
3000 static int __init parse_ivrs_ioapic(char *str)
3001 {
3002         unsigned int bus, dev, fn;
3003         int ret, id, i;
3004         u16 devid;
3005
3006         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
3007
3008         if (ret != 4) {
3009                 pr_err("Invalid command line: ivrs_ioapic%s\n", str);
3010                 return 1;
3011         }
3012
3013         if (early_ioapic_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
3014                 pr_err("Early IOAPIC map overflow - ignoring ivrs_ioapic%s\n",
3015                         str);
3016                 return 1;
3017         }
3018
3019         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3020
3021         cmdline_maps                    = true;
3022         i                               = early_ioapic_map_size++;
3023         early_ioapic_map[i].id          = id;
3024         early_ioapic_map[i].devid       = devid;
3025         early_ioapic_map[i].cmd_line    = true;
3026
3027         return 1;
3028 }
3029
3030 static int __init parse_ivrs_hpet(char *str)
3031 {
3032         unsigned int bus, dev, fn;
3033         int ret, id, i;
3034         u16 devid;
3035
3036         ret = sscanf(str, "[%d]=%x:%x.%x", &id, &bus, &dev, &fn);
3037
3038         if (ret != 4) {
3039                 pr_err("Invalid command line: ivrs_hpet%s\n", str);
3040                 return 1;
3041         }
3042
3043         if (early_hpet_map_size == EARLY_MAP_SIZE) {
3044                 pr_err("Early HPET map overflow - ignoring ivrs_hpet%s\n",
3045                         str);
3046                 return 1;
3047         }
3048
3049         devid = ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3050
3051         cmdline_maps                    = true;
3052         i                               = early_hpet_map_size++;
3053         early_hpet_map[i].id            = id;
3054         early_hpet_map[i].devid         = devid;
3055         early_hpet_map[i].cmd_line      = true;
3056
3057         return 1;
3058 }
3059
3060 static int __init parse_ivrs_acpihid(char *str)
3061 {
3062         u32 bus, dev, fn;
3063         char *hid, *uid, *p;
3064         char acpiid[ACPIHID_UID_LEN + ACPIHID_HID_LEN] = {0};
3065         int ret, i;
3066
3067         ret = sscanf(str, "[%x:%x.%x]=%s", &bus, &dev, &fn, acpiid);
3068         if (ret != 4) {
3069                 pr_err("Invalid command line: ivrs_acpihid(%s)\n", str);
3070                 return 1;
3071         }
3072
3073         p = acpiid;
3074         hid = strsep(&p, ":");
3075         uid = p;
3076
3077         if (!hid || !(*hid) || !uid) {
3078                 pr_err("Invalid command line: hid or uid\n");
3079                 return 1;
3080         }
3081
3082         i = early_acpihid_map_size++;
3083         memcpy(early_acpihid_map[i].hid, hid, strlen(hid));
3084         memcpy(early_acpihid_map[i].uid, uid, strlen(uid));
3085         early_acpihid_map[i].devid =
3086                 ((bus & 0xff) << 8) | ((dev & 0x1f) << 3) | (fn & 0x7);
3087         early_acpihid_map[i].cmd_line   = true;
3088
3089         return 1;
3090 }
3091
3092 __setup("amd_iommu_dump",       parse_amd_iommu_dump);
3093 __setup("amd_iommu=",           parse_amd_iommu_options);
3094 __setup("amd_iommu_intr=",      parse_amd_iommu_intr);
3095 __setup("ivrs_ioapic",          parse_ivrs_ioapic);
3096 __setup("ivrs_hpet",            parse_ivrs_hpet);
3097 __setup("ivrs_acpihid",         parse_ivrs_acpihid);
3098
3099 IOMMU_INIT_FINISH(amd_iommu_detect,
3100                   gart_iommu_hole_init,
3101                   NULL,
3102                   NULL);
3103
3104 bool amd_iommu_v2_supported(void)
3105 {
3106         return amd_iommu_v2_present;
3107 }
3108 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_v2_supported);
3109
3110 struct amd_iommu *get_amd_iommu(unsigned int idx)
3111 {
3112         unsigned int i = 0;
3113         struct amd_iommu *iommu;
3114
3115         for_each_iommu(iommu)
3116                 if (i++ == idx)
3117                         return iommu;
3118         return NULL;
3119 }
3120 EXPORT_SYMBOL(get_amd_iommu);
3121
3122 /****************************************************************************
3123  *
3124  * IOMMU EFR Performance Counter support functionality. This code allows
3125  * access to the IOMMU PC functionality.
3126  *
3127  ****************************************************************************/
3128
3129 u8 amd_iommu_pc_get_max_banks(unsigned int idx)
3130 {
3131         struct amd_iommu *iommu = get_amd_iommu(idx);
3132
3133         if (iommu)
3134                 return iommu->max_banks;
3135
3136         return 0;
3137 }
3138 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_banks);
3139
3140 bool amd_iommu_pc_supported(void)
3141 {
3142         return amd_iommu_pc_present;
3143 }
3144 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_supported);
3145
3146 u8 amd_iommu_pc_get_max_counters(unsigned int idx)
3147 {
3148         struct amd_iommu *iommu = get_amd_iommu(idx);
3149
3150         if (iommu)
3151                 return iommu->max_counters;
3152
3153         return 0;
3154 }
3155 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_max_counters);
3156
3157 static int iommu_pc_get_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr,
3158                                 u8 fxn, u64 *value, bool is_write)
3159 {
3160         u32 offset;
3161         u32 max_offset_lim;
3162
3163         /* Make sure the IOMMU PC resource is available */
3164         if (!amd_iommu_pc_present)
3165                 return -ENODEV;
3166
3167         /* Check for valid iommu and pc register indexing */
3168         if (WARN_ON(!iommu || (fxn > 0x28) || (fxn & 7)))
3169                 return -ENODEV;
3170
3171         offset = (u32)(((0x40 | bank) << 12) | (cntr << 8) | fxn);
3172
3173         /* Limit the offset to the hw defined mmio region aperture */
3174         max_offset_lim = (u32)(((0x40 | iommu->max_banks) << 12) |
3175                                 (iommu->max_counters << 8) | 0x28);
3176         if ((offset < MMIO_CNTR_REG_OFFSET) ||
3177             (offset > max_offset_lim))
3178                 return -EINVAL;
3179
3180         if (is_write) {
3181                 u64 val = *value & GENMASK_ULL(47, 0);
3182
3183                 writel((u32)val, iommu->mmio_base + offset);
3184                 writel((val >> 32), iommu->mmio_base + offset + 4);
3185         } else {
3186                 *value = readl(iommu->mmio_base + offset + 4);
3187                 *value <<= 32;
3188                 *value |= readl(iommu->mmio_base + offset);
3189                 *value &= GENMASK_ULL(47, 0);
3190         }
3191
3192         return 0;
3193 }
3194
3195 int amd_iommu_pc_get_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn, u64 *value)
3196 {
3197         if (!iommu)
3198                 return -EINVAL;
3199
3200         return iommu_pc_get_set_reg(iommu, bank, cntr, fxn, value, false);
3201 }
3202 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_get_reg);
3203
3204 int amd_iommu_pc_set_reg(struct amd_iommu *iommu, u8 bank, u8 cntr, u8 fxn, u64 *value)
3205 {
3206         if (!iommu)
3207                 return -EINVAL;
3208
3209         return iommu_pc_get_set_reg(iommu, bank, cntr, fxn, value, true);
3210 }
3211 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_pc_set_reg);