include/linux/intel-iommu.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only */
   2 /*
   3  * Copyright © 2006-2015, Intel Corporation.
   4  *
   5  * Authors: Ashok Raj <ashok.raj@intel.com>
   6  *          Anil S Keshavamurthy <anil.s.keshavamurthy@intel.com>
   7  *          David Woodhouse <David.Woodhouse@intel.com>
   8  */
   9
  10 #ifndef _INTEL_IOMMU_H_
  11 #define _INTEL_IOMMU_H_
  12
  13 #include <linux/types.h>
  14 #include <linux/iova.h>
  15 #include <linux/io.h>
  16 #include <linux/idr.h>
  17 #include <linux/mmu_notifier.h>
  18 #include <linux/list.h>
  19 #include <linux/iommu.h>
  20 #include <linux/io-64-nonatomic-lo-hi.h>
  21 #include <linux/dmar.h>
  22 #include <linux/ioasid.h>
  23 #include <linux/bitfield.h>
  24
  25 #include <asm/cacheflush.h>
  26 #include <asm/iommu.h>
  27
  28 /*
  29  * VT-d hardware uses 4KiB page size regardless of host page size.
  30  */
  31 #define VTD_PAGE_SHIFT          (12)
  32 #define VTD_PAGE_SIZE           (1UL << VTD_PAGE_SHIFT)
  33 #define VTD_PAGE_MASK           (((u64)-1) << VTD_PAGE_SHIFT)
  34 #define VTD_PAGE_ALIGN(addr)    (((addr) + VTD_PAGE_SIZE - 1) & VTD_PAGE_MASK)
  35
  36 #define VTD_STRIDE_SHIFT        (9)
  37 #define VTD_STRIDE_MASK         (((u64)-1) << VTD_STRIDE_SHIFT)
  38
  39 #define DMA_PTE_READ            BIT_ULL(0)
  40 #define DMA_PTE_WRITE           BIT_ULL(1)
  41 #define DMA_PTE_LARGE_PAGE      BIT_ULL(7)
  42 #define DMA_PTE_SNP             BIT_ULL(11)
  43
  44 #define DMA_FL_PTE_PRESENT      BIT_ULL(0)
  45 #define DMA_FL_PTE_US           BIT_ULL(2)
  46 #define DMA_FL_PTE_ACCESS       BIT_ULL(5)
  47 #define DMA_FL_PTE_DIRTY        BIT_ULL(6)
  48 #define DMA_FL_PTE_XD           BIT_ULL(63)
  49
  50 #define ADDR_WIDTH_5LEVEL       (57)
  51 #define ADDR_WIDTH_4LEVEL       (48)
  52
  53 #define CONTEXT_TT_MULTI_LEVEL  0
  54 #define CONTEXT_TT_DEV_IOTLB    1
  55 #define CONTEXT_TT_PASS_THROUGH 2
  56 #define CONTEXT_PASIDE          BIT_ULL(3)
  57
  58 /*
  59  * Intel IOMMU register specification per version 1.0 public spec.
  60  */
  61 #define DMAR_VER_REG    0x0     /* Arch version supported by this IOMMU */
  62 #define DMAR_CAP_REG    0x8     /* Hardware supported capabilities */
  63 #define DMAR_ECAP_REG   0x10    /* Extended capabilities supported */
  64 #define DMAR_GCMD_REG   0x18    /* Global command register */
  65 #define DMAR_GSTS_REG   0x1c    /* Global status register */
  66 #define DMAR_RTADDR_REG 0x20    /* Root entry table */
  67 #define DMAR_CCMD_REG   0x28    /* Context command reg */
  68 #define DMAR_FSTS_REG   0x34    /* Fault Status register */
  69 #define DMAR_FECTL_REG  0x38    /* Fault control register */
  70 #define DMAR_FEDATA_REG 0x3c    /* Fault event interrupt data register */
  71 #define DMAR_FEADDR_REG 0x40    /* Fault event interrupt addr register */
  72 #define DMAR_FEUADDR_REG 0x44   /* Upper address register */
  73 #define DMAR_AFLOG_REG  0x58    /* Advanced Fault control */
  74 #define DMAR_PMEN_REG   0x64    /* Enable Protected Memory Region */
  75 #define DMAR_PLMBASE_REG 0x68   /* PMRR Low addr */
  76 #define DMAR_PLMLIMIT_REG 0x6c  /* PMRR low limit */
  77 #define DMAR_PHMBASE_REG 0x70   /* pmrr high base addr */
  78 #define DMAR_PHMLIMIT_REG 0x78  /* pmrr high limit */
  79 #define DMAR_IQH_REG    0x80    /* Invalidation queue head register */
  80 #define DMAR_IQT_REG    0x88    /* Invalidation queue tail register */
  81 #define DMAR_IQ_SHIFT   4       /* Invalidation queue head/tail shift */
  82 #define DMAR_IQA_REG    0x90    /* Invalidation queue addr register */
  83 #define DMAR_ICS_REG    0x9c    /* Invalidation complete status register */
  84 #define DMAR_IQER_REG   0xb0    /* Invalidation queue error record register */
  85 #define DMAR_IRTA_REG   0xb8    /* Interrupt remapping table addr register */
  86 #define DMAR_PQH_REG    0xc0    /* Page request queue head register */
  87 #define DMAR_PQT_REG    0xc8    /* Page request queue tail register */
  88 #define DMAR_PQA_REG    0xd0    /* Page request queue address register */
  89 #define DMAR_PRS_REG    0xdc    /* Page request status register */
  90 #define DMAR_PECTL_REG  0xe0    /* Page request event control register */
  91 #define DMAR_PEDATA_REG 0xe4    /* Page request event interrupt data register */
  92 #define DMAR_PEADDR_REG 0xe8    /* Page request event interrupt addr register */
  93 #define DMAR_PEUADDR_REG 0xec   /* Page request event Upper address register */
  94 #define DMAR_MTRRCAP_REG 0x100  /* MTRR capability register */
  95 #define DMAR_MTRRDEF_REG 0x108  /* MTRR default type register */
  96 #define DMAR_MTRR_FIX64K_00000_REG 0x120 /* MTRR Fixed range registers */
  97 #define DMAR_MTRR_FIX16K_80000_REG 0x128
  98 #define DMAR_MTRR_FIX16K_A0000_REG 0x130
  99 #define DMAR_MTRR_FIX4K_C0000_REG 0x138
 100 #define DMAR_MTRR_FIX4K_C8000_REG 0x140
 101 #define DMAR_MTRR_FIX4K_D0000_REG 0x148
 102 #define DMAR_MTRR_FIX4K_D8000_REG 0x150
 103 #define DMAR_MTRR_FIX4K_E0000_REG 0x158
 104 #define DMAR_MTRR_FIX4K_E8000_REG 0x160
 105 #define DMAR_MTRR_FIX4K_F0000_REG 0x168
 106 #define DMAR_MTRR_FIX4K_F8000_REG 0x170
 107 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE0_REG 0x180 /* MTRR Variable range registers */
 108 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK0_REG 0x188
 109 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE1_REG 0x190
 110 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK1_REG 0x198
 111 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE2_REG 0x1a0
 112 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK2_REG 0x1a8
 113 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE3_REG 0x1b0
 114 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK3_REG 0x1b8
 115 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE4_REG 0x1c0
 116 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK4_REG 0x1c8
 117 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE5_REG 0x1d0
 118 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK5_REG 0x1d8
 119 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE6_REG 0x1e0
 120 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK6_REG 0x1e8
 121 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE7_REG 0x1f0
 122 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK7_REG 0x1f8
 123 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE8_REG 0x200
 124 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK8_REG 0x208
 125 #define DMAR_MTRR_PHYSBASE9_REG 0x210
 126 #define DMAR_MTRR_PHYSMASK9_REG 0x218
 127 #define DMAR_VCCAP_REG          0xe30 /* Virtual command capability register */
 128 #define DMAR_VCMD_REG           0xe00 /* Virtual command register */
 129 #define DMAR_VCRSP_REG          0xe10 /* Virtual command response register */
 130
 131 #define DMAR_IQER_REG_IQEI(reg)         FIELD_GET(GENMASK_ULL(3, 0), reg)
 132 #define DMAR_IQER_REG_ITESID(reg)       FIELD_GET(GENMASK_ULL(47, 32), reg)
 133 #define DMAR_IQER_REG_ICESID(reg)       FIELD_GET(GENMASK_ULL(63, 48), reg)
 134
 135 #define OFFSET_STRIDE           (9)
 136
 137 #define dmar_readq(a) readq(a)
 138 #define dmar_writeq(a,v) writeq(v,a)
 139 #define dmar_readl(a) readl(a)
 140 #define dmar_writel(a, v) writel(v, a)
 141
 142 #define DMAR_VER_MAJOR(v)               (((v) & 0xf0) >> 4)
 143 #define DMAR_VER_MINOR(v)               ((v) & 0x0f)
 144
 145 /*
 146  * Decoding Capability Register
 147  */
 148 #define cap_5lp_support(c)      (((c) >> 60) & 1)
 149 #define cap_pi_support(c)       (((c) >> 59) & 1)
 150 #define cap_fl1gp_support(c)    (((c) >> 56) & 1)
 151 #define cap_read_drain(c)       (((c) >> 55) & 1)
 152 #define cap_write_drain(c)      (((c) >> 54) & 1)
 153 #define cap_max_amask_val(c)    (((c) >> 48) & 0x3f)
 154 #define cap_num_fault_regs(c)   ((((c) >> 40) & 0xff) + 1)
 155 #define cap_pgsel_inv(c)        (((c) >> 39) & 1)
 156
 157 #define cap_super_page_val(c)   (((c) >> 34) & 0xf)
 158 #define cap_super_offset(c)     (((find_first_bit(&cap_super_page_val(c), 4)) \
 159                                         * OFFSET_STRIDE) + 21)
 160
 161 #define cap_fault_reg_offset(c) ((((c) >> 24) & 0x3ff) * 16)
 162 #define cap_max_fault_reg_offset(c) \
 163         (cap_fault_reg_offset(c) + cap_num_fault_regs(c) * 16)
 164
 165 #define cap_zlr(c)              (((c) >> 22) & 1)
 166 #define cap_isoch(c)            (((c) >> 23) & 1)
 167 #define cap_mgaw(c)             ((((c) >> 16) & 0x3f) + 1)
 168 #define cap_sagaw(c)            (((c) >> 8) & 0x1f)
 169 #define cap_caching_mode(c)     (((c) >> 7) & 1)
 170 #define cap_phmr(c)             (((c) >> 6) & 1)
 171 #define cap_plmr(c)             (((c) >> 5) & 1)
 172 #define cap_rwbf(c)             (((c) >> 4) & 1)
 173 #define cap_afl(c)              (((c) >> 3) & 1)
 174 #define cap_ndoms(c)            (((unsigned long)1) << (4 + 2 * ((c) & 0x7)))
 175 /*
 176  * Extended Capability Register
 177  */
 178
 179 #define ecap_rps(e)             (((e) >> 49) & 0x1)
 180 #define ecap_smpwc(e)           (((e) >> 48) & 0x1)
 181 #define ecap_flts(e)            (((e) >> 47) & 0x1)
 182 #define ecap_slts(e)            (((e) >> 46) & 0x1)
 183 #define ecap_slads(e)           (((e) >> 45) & 0x1)
 184 #define ecap_vcs(e)             (((e) >> 44) & 0x1)
 185 #define ecap_smts(e)            (((e) >> 43) & 0x1)
 186 #define ecap_dit(e)             (((e) >> 41) & 0x1)
 187 #define ecap_pds(e)             (((e) >> 42) & 0x1)
 188 #define ecap_pasid(e)           (((e) >> 40) & 0x1)
 189 #define ecap_pss(e)             (((e) >> 35) & 0x1f)
 190 #define ecap_eafs(e)            (((e) >> 34) & 0x1)
 191 #define ecap_nwfs(e)            (((e) >> 33) & 0x1)
 192 #define ecap_srs(e)             (((e) >> 31) & 0x1)
 193 #define ecap_ers(e)             (((e) >> 30) & 0x1)
 194 #define ecap_prs(e)             (((e) >> 29) & 0x1)
 195 #define ecap_broken_pasid(e)    (((e) >> 28) & 0x1)
 196 #define ecap_dis(e)             (((e) >> 27) & 0x1)
 197 #define ecap_nest(e)            (((e) >> 26) & 0x1)
 198 #define ecap_mts(e)             (((e) >> 25) & 0x1)
 199 #define ecap_ecs(e)             (((e) >> 24) & 0x1)
 200 #define ecap_iotlb_offset(e)    ((((e) >> 8) & 0x3ff) * 16)
 201 #define ecap_max_iotlb_offset(e) (ecap_iotlb_offset(e) + 16)
 202 #define ecap_coherent(e)        ((e) & 0x1)
 203 #define ecap_qis(e)             ((e) & 0x2)
 204 #define ecap_pass_through(e)    (((e) >> 6) & 0x1)
 205 #define ecap_eim_support(e)     (((e) >> 4) & 0x1)
 206 #define ecap_ir_support(e)      (((e) >> 3) & 0x1)
 207 #define ecap_dev_iotlb_support(e)       (((e) >> 2) & 0x1)
 208 #define ecap_max_handle_mask(e) (((e) >> 20) & 0xf)
 209 #define ecap_sc_support(e)      (((e) >> 7) & 0x1) /* Snooping Control */
 210
 211 /* Virtual command interface capability */
 212 #define vccap_pasid(v)          (((v) & DMA_VCS_PAS)) /* PASID allocation */
 213
 214 /* IOTLB_REG */
 215 #define DMA_TLB_FLUSH_GRANU_OFFSET  60
 216 #define DMA_TLB_GLOBAL_FLUSH (((u64)1) << 60)
 217 #define DMA_TLB_DSI_FLUSH (((u64)2) << 60)
 218 #define DMA_TLB_PSI_FLUSH (((u64)3) << 60)
 219 #define DMA_TLB_IIRG(type) ((type >> 60) & 3)
 220 #define DMA_TLB_IAIG(val) (((val) >> 57) & 3)
 221 #define DMA_TLB_READ_DRAIN (((u64)1) << 49)
 222 #define DMA_TLB_WRITE_DRAIN (((u64)1) << 48)
 223 #define DMA_TLB_DID(id) (((u64)((id) & 0xffff)) << 32)
 224 #define DMA_TLB_IVT (((u64)1) << 63)
 225 #define DMA_TLB_IH_NONLEAF (((u64)1) << 6)
 226 #define DMA_TLB_MAX_SIZE (0x3f)
 227
 228 /* INVALID_DESC */
 229 #define DMA_CCMD_INVL_GRANU_OFFSET  61
 230 #define DMA_ID_TLB_GLOBAL_FLUSH (((u64)1) << 4)
 231 #define DMA_ID_TLB_DSI_FLUSH    (((u64)2) << 4)
 232 #define DMA_ID_TLB_PSI_FLUSH    (((u64)3) << 4)
 233 #define DMA_ID_TLB_READ_DRAIN   (((u64)1) << 7)
 234 #define DMA_ID_TLB_WRITE_DRAIN  (((u64)1) << 6)
 235 #define DMA_ID_TLB_DID(id)      (((u64)((id & 0xffff) << 16)))
 236 #define DMA_ID_TLB_IH_NONLEAF   (((u64)1) << 6)
 237 #define DMA_ID_TLB_ADDR(addr)   (addr)
 238 #define DMA_ID_TLB_ADDR_MASK(mask)      (mask)
 239
 240 /* PMEN_REG */
 241 #define DMA_PMEN_EPM (((u32)1)<<31)
 242 #define DMA_PMEN_PRS (((u32)1)<<0)
 243
 244 /* GCMD_REG */
 245 #define DMA_GCMD_TE (((u32)1) << 31)
 246 #define DMA_GCMD_SRTP (((u32)1) << 30)
 247 #define DMA_GCMD_SFL (((u32)1) << 29)
 248 #define DMA_GCMD_EAFL (((u32)1) << 28)
 249 #define DMA_GCMD_WBF (((u32)1) << 27)
 250 #define DMA_GCMD_QIE (((u32)1) << 26)
 251 #define DMA_GCMD_SIRTP (((u32)1) << 24)
 252 #define DMA_GCMD_IRE (((u32) 1) << 25)
 253 #define DMA_GCMD_CFI (((u32) 1) << 23)
 254
 255 /* GSTS_REG */
 256 #define DMA_GSTS_TES (((u32)1) << 31)
 257 #define DMA_GSTS_RTPS (((u32)1) << 30)
 258 #define DMA_GSTS_FLS (((u32)1) << 29)
 259 #define DMA_GSTS_AFLS (((u32)1) << 28)
 260 #define DMA_GSTS_WBFS (((u32)1) << 27)
 261 #define DMA_GSTS_QIES (((u32)1) << 26)
 262 #define DMA_GSTS_IRTPS (((u32)1) << 24)
 263 #define DMA_GSTS_IRES (((u32)1) << 25)
 264 #define DMA_GSTS_CFIS (((u32)1) << 23)
 265
 266 /* DMA_RTADDR_REG */
 267 #define DMA_RTADDR_RTT (((u64)1) << 11)
 268 #define DMA_RTADDR_SMT (((u64)1) << 10)
 269
 270 /* CCMD_REG */
 271 #define DMA_CCMD_ICC (((u64)1) << 63)
 272 #define DMA_CCMD_GLOBAL_INVL (((u64)1) << 61)
 273 #define DMA_CCMD_DOMAIN_INVL (((u64)2) << 61)
 274 #define DMA_CCMD_DEVICE_INVL (((u64)3) << 61)
 275 #define DMA_CCMD_FM(m) (((u64)((m) & 0x3)) << 32)
 276 #define DMA_CCMD_MASK_NOBIT 0
 277 #define DMA_CCMD_MASK_1BIT 1
 278 #define DMA_CCMD_MASK_2BIT 2
 279 #define DMA_CCMD_MASK_3BIT 3
 280 #define DMA_CCMD_SID(s) (((u64)((s) & 0xffff)) << 16)
 281 #define DMA_CCMD_DID(d) ((u64)((d) & 0xffff))
 282
 283 /* FECTL_REG */
 284 #define DMA_FECTL_IM (((u32)1) << 31)
 285
 286 /* FSTS_REG */
 287 #define DMA_FSTS_PFO (1 << 0) /* Primary Fault Overflow */
 288 #define DMA_FSTS_PPF (1 << 1) /* Primary Pending Fault */
 289 #define DMA_FSTS_IQE (1 << 4) /* Invalidation Queue Error */
 290 #define DMA_FSTS_ICE (1 << 5) /* Invalidation Completion Error */
 291 #define DMA_FSTS_ITE (1 << 6) /* Invalidation Time-out Error */
 292 #define DMA_FSTS_PRO (1 << 7) /* Page Request Overflow */
 293 #define dma_fsts_fault_record_index(s) (((s) >> 8) & 0xff)
 294
 295 /* FRCD_REG, 32 bits access */
 296 #define DMA_FRCD_F (((u32)1) << 31)
 297 #define dma_frcd_type(d) ((d >> 30) & 1)
 298 #define dma_frcd_fault_reason(c) (c & 0xff)
 299 #define dma_frcd_source_id(c) (c & 0xffff)
 300 #define dma_frcd_pasid_value(c) (((c) >> 8) & 0xfffff)
 301 #define dma_frcd_pasid_present(c) (((c) >> 31) & 1)
 302 /* low 64 bit */
 303 #define dma_frcd_page_addr(d) (d & (((u64)-1) << PAGE_SHIFT))
 304
 305 /* PRS_REG */
 306 #define DMA_PRS_PPR     ((u32)1)
 307 #define DMA_PRS_PRO     ((u32)2)
 308
 309 #define DMA_VCS_PAS     ((u64)1)
 310
 311 #define IOMMU_WAIT_OP(iommu, offset, op, cond, sts)                     \
 312 do {                                                                    \
 313         cycles_t start_time = get_cycles();                             \
 314         while (1) {                                                     \
 315                 sts = op(iommu->reg + offset);                          \
 316                 if (cond)                                               \
 317                         break;                                          \
 318                 if (DMAR_OPERATION_TIMEOUT < (get_cycles() - start_time))\
 319                         panic("DMAR hardware is malfunctioning\n");     \
 320                 cpu_relax();                                            \
 321         }                                                               \
 322 } while (0)
 323
 324 #define QI_LENGTH       256     /* queue length */
 325
 326 enum {
 327         QI_FREE,
 328         QI_IN_USE,
 329         QI_DONE,
 330         QI_ABORT
 331 };
 332
 333 #define QI_CC_TYPE              0x1
 334 #define QI_IOTLB_TYPE           0x2
 335 #define QI_DIOTLB_TYPE          0x3
 336 #define QI_IEC_TYPE             0x4
 337 #define QI_IWD_TYPE             0x5
 338 #define QI_EIOTLB_TYPE          0x6
 339 #define QI_PC_TYPE              0x7
 340 #define QI_DEIOTLB_TYPE         0x8
 341 #define QI_PGRP_RESP_TYPE       0x9
 342 #define QI_PSTRM_RESP_TYPE      0xa
 343
 344 #define QI_IEC_SELECTIVE        (((u64)1) << 4)
 345 #define QI_IEC_IIDEX(idx)       (((u64)(idx & 0xffff) << 32))
 346 #define QI_IEC_IM(m)            (((u64)(m & 0x1f) << 27))
 347
 348 #define QI_IWD_STATUS_DATA(d)   (((u64)d) << 32)
 349 #define QI_IWD_STATUS_WRITE     (((u64)1) << 5)
 350 #define QI_IWD_FENCE            (((u64)1) << 6)
 351 #define QI_IWD_PRQ_DRAIN        (((u64)1) << 7)
 352
 353 #define QI_IOTLB_DID(did)       (((u64)did) << 16)
 354 #define QI_IOTLB_DR(dr)         (((u64)dr) << 7)
 355 #define QI_IOTLB_DW(dw)         (((u64)dw) << 6)
 356 #define QI_IOTLB_GRAN(gran)     (((u64)gran) >> (DMA_TLB_FLUSH_GRANU_OFFSET-4))
 357 #define QI_IOTLB_ADDR(addr)     (((u64)addr) & VTD_PAGE_MASK)
 358 #define QI_IOTLB_IH(ih)         (((u64)ih) << 6)
 359 #define QI_IOTLB_AM(am)         (((u8)am) & 0x3f)
 360
 361 #define QI_CC_FM(fm)            (((u64)fm) << 48)
 362 #define QI_CC_SID(sid)          (((u64)sid) << 32)
 363 #define QI_CC_DID(did)          (((u64)did) << 16)
 364 #define QI_CC_GRAN(gran)        (((u64)gran) >> (DMA_CCMD_INVL_GRANU_OFFSET-4))
 365
 366 #define QI_DEV_IOTLB_SID(sid)   ((u64)((sid) & 0xffff) << 32)
 367 #define QI_DEV_IOTLB_QDEP(qdep) (((qdep) & 0x1f) << 16)
 368 #define QI_DEV_IOTLB_ADDR(addr) ((u64)(addr) & VTD_PAGE_MASK)
 369 #define QI_DEV_IOTLB_PFSID(pfsid) (((u64)(pfsid & 0xf) << 12) | \
 370                                    ((u64)((pfsid >> 4) & 0xfff) << 52))
 371 #define QI_DEV_IOTLB_SIZE       1
 372 #define QI_DEV_IOTLB_MAX_INVS   32
 373
 374 #define QI_PC_PASID(pasid)      (((u64)pasid) << 32)
 375 #define QI_PC_DID(did)          (((u64)did) << 16)
 376 #define QI_PC_GRAN(gran)        (((u64)gran) << 4)
 377
 378 /* PASID cache invalidation granu */
 379 #define QI_PC_ALL_PASIDS        0
 380 #define QI_PC_PASID_SEL         1
 381 #define QI_PC_GLOBAL            3
 382
 383 #define QI_EIOTLB_ADDR(addr)    ((u64)(addr) & VTD_PAGE_MASK)
 384 #define QI_EIOTLB_IH(ih)        (((u64)ih) << 6)
 385 #define QI_EIOTLB_AM(am)        (((u64)am) & 0x3f)
 386 #define QI_EIOTLB_PASID(pasid)  (((u64)pasid) << 32)
 387 #define QI_EIOTLB_DID(did)      (((u64)did) << 16)
 388 #define QI_EIOTLB_GRAN(gran)    (((u64)gran) << 4)
 389
 390 /* QI Dev-IOTLB inv granu */
 391 #define QI_DEV_IOTLB_GRAN_ALL           1
 392 #define QI_DEV_IOTLB_GRAN_PASID_SEL     0
 393
 394 #define QI_DEV_EIOTLB_ADDR(a)   ((u64)(a) & VTD_PAGE_MASK)
 395 #define QI_DEV_EIOTLB_SIZE      (((u64)1) << 11)
 396 #define QI_DEV_EIOTLB_PASID(p)  ((u64)((p) & 0xfffff) << 32)
 397 #define QI_DEV_EIOTLB_SID(sid)  ((u64)((sid) & 0xffff) << 16)
 398 #define QI_DEV_EIOTLB_QDEP(qd)  ((u64)((qd) & 0x1f) << 4)
 399 #define QI_DEV_EIOTLB_PFSID(pfsid) (((u64)(pfsid & 0xf) << 12) | \
 400                                     ((u64)((pfsid >> 4) & 0xfff) << 52))
 401 #define QI_DEV_EIOTLB_MAX_INVS  32
 402
 403 /* Page group response descriptor QW0 */
 404 #define QI_PGRP_PASID_P(p)      (((u64)(p)) << 4)
 405 #define QI_PGRP_PDP(p)          (((u64)(p)) << 5)
 406 #define QI_PGRP_RESP_CODE(res)  (((u64)(res)) << 12)
 407 #define QI_PGRP_DID(rid)        (((u64)(rid)) << 16)
 408 #define QI_PGRP_PASID(pasid)    (((u64)(pasid)) << 32)
 409
 410 /* Page group response descriptor QW1 */
 411 #define QI_PGRP_LPIG(x)         (((u64)(x)) << 2)
 412 #define QI_PGRP_IDX(idx)        (((u64)(idx)) << 3)
 413
 414
 415 #define QI_RESP_SUCCESS         0x0
 416 #define QI_RESP_INVALID         0x1
 417 #define QI_RESP_FAILURE         0xf
 418
 419 #define QI_GRAN_NONG_PASID              2
 420 #define QI_GRAN_PSI_PASID               3
 421
 422 #define qi_shift(iommu)         (DMAR_IQ_SHIFT + !!ecap_smts((iommu)->ecap))
 423
 424 struct qi_desc {
 425         u64 qw0;
 426         u64 qw1;
 427         u64 qw2;
 428         u64 qw3;
 429 };
 430
 431 struct q_inval {
 432         raw_spinlock_t  q_lock;
 433         void            *desc;          /* invalidation queue */
 434         int             *desc_status;   /* desc status */
 435         int             free_head;      /* first free entry */
 436         int             free_tail;      /* last free entry */
 437         int             free_cnt;
 438 };
 439
 440 struct dmar_pci_notify_info;
 441
 442 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 443 /* 1MB - maximum possible interrupt remapping table size */
 444 #define INTR_REMAP_PAGE_ORDER   8
 445 #define INTR_REMAP_TABLE_REG_SIZE       0xf
 446 #define INTR_REMAP_TABLE_REG_SIZE_MASK  0xf
 447
 448 #define INTR_REMAP_TABLE_ENTRIES        65536
 449
 450 struct irq_domain;
 451
 452 struct ir_table {
 453         struct irte *base;
 454         unsigned long *bitmap;
 455 };
 456
 457 void intel_irq_remap_add_device(struct dmar_pci_notify_info *info);
 458 #else
 459 static inline void
 460 intel_irq_remap_add_device(struct dmar_pci_notify_info *info) { }
 461 #endif
 462
 463 struct iommu_flush {
 464         void (*flush_context)(struct intel_iommu *iommu, u16 did, u16 sid,
 465                               u8 fm, u64 type);
 466         void (*flush_iotlb)(struct intel_iommu *iommu, u16 did, u64 addr,
 467                             unsigned int size_order, u64 type);
 468 };
 469
 470 enum {
 471         SR_DMAR_FECTL_REG,
 472         SR_DMAR_FEDATA_REG,
 473         SR_DMAR_FEADDR_REG,
 474         SR_DMAR_FEUADDR_REG,
 475         MAX_SR_DMAR_REGS
 476 };
 477
 478 #define VTD_FLAG_TRANS_PRE_ENABLED      (1 << 0)
 479 #define VTD_FLAG_IRQ_REMAP_PRE_ENABLED  (1 << 1)
 480 #define VTD_FLAG_SVM_CAPABLE            (1 << 2)
 481
 482 extern int intel_iommu_sm;
 483 extern spinlock_t device_domain_lock;
 484
 485 #define sm_supported(iommu)     (intel_iommu_sm && ecap_smts((iommu)->ecap))
 486 #define pasid_supported(iommu)  (sm_supported(iommu) &&                 \
 487                                  ecap_pasid((iommu)->ecap))
 488
 489 struct pasid_entry;
 490 struct pasid_state_entry;
 491 struct page_req_dsc;
 492
 493 /*
 494  * 0: Present
 495  * 1-11: Reserved
 496  * 12-63: Context Ptr (12 - (haw-1))
 497  * 64-127: Reserved
 498  */
 499 struct root_entry {
 500         u64     lo;
 501         u64     hi;
 502 };
 503
 504 /*
 505  * low 64 bits:
 506  * 0: present
 507  * 1: fault processing disable
 508  * 2-3: translation type
 509  * 12-63: address space root
 510  * high 64 bits:
 511  * 0-2: address width
 512  * 3-6: aval
 513  * 8-23: domain id
 514  */
 515 struct context_entry {
 516         u64 lo;
 517         u64 hi;
 518 };
 519
 520 /*
 521  * When VT-d works in the scalable mode, it allows DMA translation to
 522  * happen through either first level or second level page table. This
 523  * bit marks that the DMA translation for the domain goes through the
 524  * first level page table, otherwise, it goes through the second level.
 525  */
 526 #define DOMAIN_FLAG_USE_FIRST_LEVEL             BIT(1)
 527
 528 struct dmar_domain {
 529         int     nid;                    /* node id */
 530
 531         unsigned int iommu_refcnt[DMAR_UNITS_SUPPORTED];
 532                                         /* Refcount of devices per iommu */
 533
 534
 535         u16             iommu_did[DMAR_UNITS_SUPPORTED];
 536                                         /* Domain ids per IOMMU. Use u16 since
 537                                          * domain ids are 16 bit wide according
 538                                          * to VT-d spec, section 9.3 */
 539
 540         u8 has_iotlb_device: 1;
 541         u8 iommu_coherency: 1;          /* indicate coherency of iommu access */
 542         u8 force_snooping : 1;          /* Create IOPTEs with snoop control */
 543         u8 set_pte_snp:1;
 544
 545         struct list_head devices;       /* all devices' list */
 546         struct iova_domain iovad;       /* iova's that belong to this domain */
 547
 548         struct dma_pte  *pgd;           /* virtual address */
 549         int             gaw;            /* max guest address width */
 550
 551         /* adjusted guest address width, 0 is level 2 30-bit */
 552         int             agaw;
 553
 554         int             flags;          /* flags to find out type of domain */
 555         int             iommu_superpage;/* Level of superpages supported:
 556                                            0 == 4KiB (no superpages), 1 == 2MiB,
 557                                            2 == 1GiB, 3 == 512GiB, 4 == 1TiB */
 558         u64             max_addr;       /* maximum mapped address */
 559
 560         struct iommu_domain domain;     /* generic domain data structure for
 561                                            iommu core */
 562 };
 563
 564 struct intel_iommu {
 565         void __iomem    *reg; /* Pointer to hardware regs, virtual addr */
 566         u64             reg_phys; /* physical address of hw register set */
 567         u64             reg_size; /* size of hw register set */
 568         u64             cap;
 569         u64             ecap;
 570         u64             vccap;
 571         u32             gcmd; /* Holds TE, EAFL. Don't need SRTP, SFL, WBF */
 572         raw_spinlock_t  register_lock; /* protect register handling */
 573         int             seq_id; /* sequence id of the iommu */
 574         int             agaw; /* agaw of this iommu */
 575         int             msagaw; /* max sagaw of this iommu */
 576         unsigned int    irq, pr_irq;
 577         u16             segment;     /* PCI segment# */
 578         unsigned char   name[13];    /* Device Name */
 579
 580 #ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU
 581         unsigned long   *domain_ids; /* bitmap of domains */
 582         spinlock_t      lock; /* protect context, domain ids */
 583         struct root_entry *root_entry; /* virtual address */
 584
 585         struct iommu_flush flush;
 586 #endif
 587 #ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU_SVM
 588         struct page_req_dsc *prq;
 589         unsigned char prq_name[16];    /* Name for PRQ interrupt */
 590         struct completion prq_complete;
 591         struct ioasid_allocator_ops pasid_allocator; /* Custom allocator for PASIDs */
 592 #endif
 593         struct iopf_queue *iopf_queue;
 594         unsigned char iopfq_name[16];
 595         struct q_inval  *qi;            /* Queued invalidation info */
 596         u32 *iommu_state; /* Store iommu states between suspend and resume.*/
 597
 598 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
 599         struct ir_table *ir_table;      /* Interrupt remapping info */
 600         struct irq_domain *ir_domain;
 601         struct irq_domain *ir_msi_domain;
 602 #endif
 603         struct iommu_device iommu;  /* IOMMU core code handle */
 604         int             node;
 605         u32             flags;      /* Software defined flags */
 606
 607         struct dmar_drhd_unit *drhd;
 608         void *perf_statistic;
 609 };
 610
 611 /* PCI domain-device relationship */
 612 struct device_domain_info {
 613         struct list_head link;  /* link to domain siblings */
 614         struct list_head global; /* link to global list */
 615         u32 segment;            /* PCI segment number */
 616         u8 bus;                 /* PCI bus number */
 617         u8 devfn;               /* PCI devfn number */
 618         u16 pfsid;              /* SRIOV physical function source ID */
 619         u8 pasid_supported:3;
 620         u8 pasid_enabled:1;
 621         u8 pri_supported:1;
 622         u8 pri_enabled:1;
 623         u8 ats_supported:1;
 624         u8 ats_enabled:1;
 625         u8 ats_qdep;
 626         struct device *dev; /* it's NULL for PCIe-to-PCI bridge */
 627         struct intel_iommu *iommu; /* IOMMU used by this device */
 628         struct dmar_domain *domain; /* pointer to domain */
 629         struct pasid_table *pasid_table; /* pasid table */
 630 };
 631
 632 static inline void __iommu_flush_cache(
 633         struct intel_iommu *iommu, void *addr, int size)
 634 {
 635         if (!ecap_coherent(iommu->ecap))
 636                 clflush_cache_range(addr, size);
 637 }
 638
 639 /* Convert generic struct iommu_domain to private struct dmar_domain */
 640 static inline struct dmar_domain *to_dmar_domain(struct iommu_domain *dom)
 641 {
 642         return container_of(dom, struct dmar_domain, domain);
 643 }
 644
 645 /*
 646  * 0: readable
 647  * 1: writable
 648  * 2-6: reserved
 649  * 7: super page
 650  * 8-10: available
 651  * 11: snoop behavior
 652  * 12-63: Host physical address
 653  */
 654 struct dma_pte {
 655         u64 val;
 656 };
 657
 658 static inline void dma_clear_pte(struct dma_pte *pte)
 659 {
 660         pte->val = 0;
 661 }
 662
 663 static inline u64 dma_pte_addr(struct dma_pte *pte)
 664 {
 665 #ifdef CONFIG_64BIT
 666         return pte->val & VTD_PAGE_MASK & (~DMA_FL_PTE_XD);
 667 #else
 668         /* Must have a full atomic 64-bit read */
 669         return  __cmpxchg64(&pte->val, 0ULL, 0ULL) &
 670                         VTD_PAGE_MASK & (~DMA_FL_PTE_XD);
 671 #endif
 672 }
 673
 674 static inline bool dma_pte_present(struct dma_pte *pte)
 675 {
 676         return (pte->val & 3) != 0;
 677 }
 678
 679 static inline bool dma_pte_superpage(struct dma_pte *pte)
 680 {
 681         return (pte->val & DMA_PTE_LARGE_PAGE);
 682 }
 683
 684 static inline bool first_pte_in_page(struct dma_pte *pte)
 685 {
 686         return IS_ALIGNED((unsigned long)pte, VTD_PAGE_SIZE);
 687 }
 688
 689 static inline int nr_pte_to_next_page(struct dma_pte *pte)
 690 {
 691         return first_pte_in_page(pte) ? BIT_ULL(VTD_STRIDE_SHIFT) :
 692                 (struct dma_pte *)ALIGN((unsigned long)pte, VTD_PAGE_SIZE) - pte;
 693 }
 694
 695 extern struct dmar_drhd_unit * dmar_find_matched_drhd_unit(struct pci_dev *dev);
 696
 697 extern int dmar_enable_qi(struct intel_iommu *iommu);
 698 extern void dmar_disable_qi(struct intel_iommu *iommu);
 699 extern int dmar_reenable_qi(struct intel_iommu *iommu);
 700 extern void qi_global_iec(struct intel_iommu *iommu);
 701
 702 extern void qi_flush_context(struct intel_iommu *iommu, u16 did, u16 sid,
 703                              u8 fm, u64 type);
 704 extern void qi_flush_iotlb(struct intel_iommu *iommu, u16 did, u64 addr,
 705                           unsigned int size_order, u64 type);
 706 extern void qi_flush_dev_iotlb(struct intel_iommu *iommu, u16 sid, u16 pfsid,
 707                         u16 qdep, u64 addr, unsigned mask);
 708
 709 void qi_flush_piotlb(struct intel_iommu *iommu, u16 did, u32 pasid, u64 addr,
 710                      unsigned long npages, bool ih);
 711
 712 void qi_flush_dev_iotlb_pasid(struct intel_iommu *iommu, u16 sid, u16 pfsid,
 713                               u32 pasid, u16 qdep, u64 addr,
 714                               unsigned int size_order);
 715 void qi_flush_pasid_cache(struct intel_iommu *iommu, u16 did, u64 granu,
 716                           u32 pasid);
 717
 718 int qi_submit_sync(struct intel_iommu *iommu, struct qi_desc *desc,
 719                    unsigned int count, unsigned long options);
 720 /*
 721  * Options used in qi_submit_sync:
 722  * QI_OPT_WAIT_DRAIN - Wait for PRQ drain completion, spec 6.5.2.8.
 723  */
 724 #define QI_OPT_WAIT_DRAIN               BIT(0)
 725
 726 extern int dmar_ir_support(void);
 727
 728 void *alloc_pgtable_page(int node);
 729 void free_pgtable_page(void *vaddr);
 730 struct intel_iommu *domain_get_iommu(struct dmar_domain *domain);
 731 void iommu_flush_write_buffer(struct intel_iommu *iommu);
 732 int intel_iommu_enable_pasid(struct intel_iommu *iommu, struct device *dev);
 733 struct intel_iommu *device_to_iommu(struct device *dev, u8 *bus, u8 *devfn);
 734
 735 #ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU_SVM
 736 extern void intel_svm_check(struct intel_iommu *iommu);
 737 extern int intel_svm_enable_prq(struct intel_iommu *iommu);
 738 extern int intel_svm_finish_prq(struct intel_iommu *iommu);
 739 struct iommu_sva *intel_svm_bind(struct device *dev, struct mm_struct *mm,
 740                                  void *drvdata);
 741 void intel_svm_unbind(struct iommu_sva *handle);
 742 u32 intel_svm_get_pasid(struct iommu_sva *handle);
 743 int intel_svm_page_response(struct device *dev, struct iommu_fault_event *evt,
 744                             struct iommu_page_response *msg);
 745
 746 struct intel_svm_dev {
 747         struct list_head list;
 748         struct rcu_head rcu;
 749         struct device *dev;
 750         struct intel_iommu *iommu;
 751         struct iommu_sva sva;
 752         unsigned long prq_seq_number;
 753         u32 pasid;
 754         int users;
 755         u16 did;
 756         u16 dev_iotlb:1;
 757         u16 sid, qdep;
 758 };
 759
 760 struct intel_svm {
 761         struct mmu_notifier notifier;
 762         struct mm_struct *mm;
 763
 764         unsigned int flags;
 765         u32 pasid;
 766         struct list_head devs;
 767 };
 768 #else
 769 static inline void intel_svm_check(struct intel_iommu *iommu) {}
 770 #endif
 771
 772 #ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU_DEBUGFS
 773 void intel_iommu_debugfs_init(void);
 774 #else
 775 static inline void intel_iommu_debugfs_init(void) {}
 776 #endif /* CONFIG_INTEL_IOMMU_DEBUGFS */
 777
 778 extern const struct attribute_group *intel_iommu_groups[];
 779 bool context_present(struct context_entry *context);
 780 struct context_entry *iommu_context_addr(struct intel_iommu *iommu, u8 bus,
 781                                          u8 devfn, int alloc);
 782
 783 extern const struct iommu_ops intel_iommu_ops;
 784
 785 #ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU
 786 extern int iommu_calculate_agaw(struct intel_iommu *iommu);
 787 extern int iommu_calculate_max_sagaw(struct intel_iommu *iommu);
 788 extern int dmar_disabled;
 789 extern int intel_iommu_enabled;
 790 extern int intel_iommu_gfx_mapped;
 791 #else
 792 static inline int iommu_calculate_agaw(struct intel_iommu *iommu)
 793 {
 794         return 0;
 795 }
 796 static inline int iommu_calculate_max_sagaw(struct intel_iommu *iommu)
 797 {
 798         return 0;
 799 }
 800 #define dmar_disabled   (1)
 801 #define intel_iommu_enabled (0)
 802 #endif
 803
 804 static inline const char *decode_prq_descriptor(char *str, size_t size,
 805                 u64 dw0, u64 dw1, u64 dw2, u64 dw3)
 806 {
 807         char *buf = str;
 808         int bytes;
 809
 810         bytes = snprintf(buf, size,
 811                          "rid=0x%llx addr=0x%llx %c%c%c%c%c pasid=0x%llx index=0x%llx",
 812                          FIELD_GET(GENMASK_ULL(31, 16), dw0),
 813                          FIELD_GET(GENMASK_ULL(63, 12), dw1),
 814                          dw1 & BIT_ULL(0) ? 'r' : '-',
 815                          dw1 & BIT_ULL(1) ? 'w' : '-',
 816                          dw0 & BIT_ULL(52) ? 'x' : '-',
 817                          dw0 & BIT_ULL(53) ? 'p' : '-',
 818                          dw1 & BIT_ULL(2) ? 'l' : '-',
 819                          FIELD_GET(GENMASK_ULL(51, 32), dw0),
 820                          FIELD_GET(GENMASK_ULL(11, 3), dw1));
 821
 822         /* Private Data */
 823         if (dw0 & BIT_ULL(9)) {
 824                 size -= bytes;
 825                 buf += bytes;
 826                 snprintf(buf, size, " private=0x%llx/0x%llx\n", dw2, dw3);
 827         }
 828
 829         return str;
 830 }
 831
 832 #endif