x86/amd-iommu: Un__init function required on shutdown
[pandora-kernel.git] / arch / x86 / kernel / amd_iommu_init.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2007-2008 Advanced Micro Devices, Inc.
3  * Author: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
4  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
8  * by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
18  */
19
20 #include <linux/pci.h>
21 #include <linux/acpi.h>
22 #include <linux/gfp.h>
23 #include <linux/list.h>
24 #include <linux/sysdev.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/msi.h>
27 #include <asm/pci-direct.h>
28 #include <asm/amd_iommu_types.h>
29 #include <asm/amd_iommu.h>
30 #include <asm/iommu.h>
31 #include <asm/gart.h>
32
33 /*
34  * definitions for the ACPI scanning code
35  */
36 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
37
38 #define ACPI_IVHD_TYPE                  0x10
39 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
40 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
41 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
42
43 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
44 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
45 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
46 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
47 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
48 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
49 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
50 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
51
52 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
53 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
54 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
55 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
56
57 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
58 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
59
60 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
61 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
62 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
63 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
64 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
65 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
66 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
67 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
68
69 /*
70  * ACPI table definitions
71  *
72  * These data structures are laid over the table to parse the important values
73  * out of it.
74  */
75
76 /*
77  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
78  * or more ivhd_entrys.
79  */
80 struct ivhd_header {
81         u8 type;
82         u8 flags;
83         u16 length;
84         u16 devid;
85         u16 cap_ptr;
86         u64 mmio_phys;
87         u16 pci_seg;
88         u16 info;
89         u32 reserved;
90 } __attribute__((packed));
91
92 /*
93  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
94  * which requestor ids they use.
95  */
96 struct ivhd_entry {
97         u8 type;
98         u16 devid;
99         u8 flags;
100         u32 ext;
101 } __attribute__((packed));
102
103 /*
104  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
105  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
106  */
107 struct ivmd_header {
108         u8 type;
109         u8 flags;
110         u16 length;
111         u16 devid;
112         u16 aux;
113         u64 resv;
114         u64 range_start;
115         u64 range_length;
116 } __attribute__((packed));
117
118 bool amd_iommu_dump;
119
120 static int __initdata amd_iommu_detected;
121
122 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
123                                            to handle */
124 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
125                                            we find in ACPI */
126 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
127 bool amd_iommu_isolate = false;
128 #else
129 bool amd_iommu_isolate = true;          /* if true, device isolation is
130                                            enabled */
131 #endif
132
133 bool amd_iommu_unmap_flush;             /* if true, flush on every unmap */
134
135 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
136                                            system */
137
138 /*
139  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
140  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
141  * information about the domain the device belongs to as well as the
142  * page table root pointer.
143  */
144 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
145
146 /*
147  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
148  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
149  * More than one device can share the same requestor id.
150  */
151 u16 *amd_iommu_alias_table;
152
153 /*
154  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
155  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
156  */
157 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
158
159 /*
160  * The pd table (protection domain table) is used to find the protection domain
161  * data structure a device belongs to. Indexed with the PCI device id too.
162  */
163 struct protection_domain **amd_iommu_pd_table;
164
165 /*
166  * AMD IOMMU allows up to 2^16 differend protection domains. This is a bitmap
167  * to know which ones are already in use.
168  */
169 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
170
171 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
172 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
173 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
174
175 static inline void update_last_devid(u16 devid)
176 {
177         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
178                 amd_iommu_last_bdf = devid;
179 }
180
181 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
182 {
183         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
184                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
185
186         return 1UL << shift;
187 }
188
189 /****************************************************************************
190  *
191  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
192  *
193  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
194  * MMIO space required for that driver.
195  *
196  ****************************************************************************/
197
198 /*
199  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
200  * exclusion range are passed through untranslated
201  */
202 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
203 {
204         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
205         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length) & PAGE_MASK;
206         u64 entry;
207
208         if (!iommu->exclusion_start)
209                 return;
210
211         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
212         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
213                         &entry, sizeof(entry));
214
215         entry = limit;
216         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
217                         &entry, sizeof(entry));
218 }
219
220 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
221 static void __init iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
222 {
223         u64 entry;
224
225         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
226
227         entry = virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
228         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
229         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
230                         &entry, sizeof(entry));
231 }
232
233 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
234 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
235 {
236         u32 ctrl;
237
238         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
239         ctrl |= (1 << bit);
240         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
241 }
242
243 static void iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
244 {
245         u32 ctrl;
246
247         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
248         ctrl &= ~(1 << bit);
249         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
250 }
251
252 /* Function to enable the hardware */
253 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
254 {
255         printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: Enabling IOMMU at %s cap 0x%hx\n",
256                dev_name(&iommu->dev->dev), iommu->cap_ptr);
257
258         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
259 }
260
261 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
262 {
263         /* Disable command buffer */
264         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
265
266         /* Disable event logging and event interrupts */
267         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
268         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
269
270         /* Disable IOMMU hardware itself */
271         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
272 }
273
274 /*
275  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
276  * the system has one.
277  */
278 static u8 * __init iommu_map_mmio_space(u64 address)
279 {
280         u8 *ret;
281
282         if (!request_mem_region(address, MMIO_REGION_LENGTH, "amd_iommu"))
283                 return NULL;
284
285         ret = ioremap_nocache(address, MMIO_REGION_LENGTH);
286         if (ret != NULL)
287                 return ret;
288
289         release_mem_region(address, MMIO_REGION_LENGTH);
290
291         return NULL;
292 }
293
294 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
295 {
296         if (iommu->mmio_base)
297                 iounmap(iommu->mmio_base);
298         release_mem_region(iommu->mmio_phys, MMIO_REGION_LENGTH);
299 }
300
301 /****************************************************************************
302  *
303  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
304  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
305  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
306  * structures is determined later.
307  *
308  ****************************************************************************/
309
310 /*
311  * This function calculates the length of a given IVHD entry
312  */
313 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
314 {
315         return 0x04 << (*ivhd >> 6);
316 }
317
318 /*
319  * This function reads the last device id the IOMMU has to handle from the PCI
320  * capability header for this IOMMU
321  */
322 static int __init find_last_devid_on_pci(int bus, int dev, int fn, int cap_ptr)
323 {
324         u32 cap;
325
326         cap = read_pci_config(bus, dev, fn, cap_ptr+MMIO_RANGE_OFFSET);
327         update_last_devid(calc_devid(MMIO_GET_BUS(cap), MMIO_GET_LD(cap)));
328
329         return 0;
330 }
331
332 /*
333  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
334  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
335  */
336 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
337 {
338         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
339         struct ivhd_entry *dev;
340
341         p += sizeof(*h);
342         end += h->length;
343
344         find_last_devid_on_pci(PCI_BUS(h->devid),
345                         PCI_SLOT(h->devid),
346                         PCI_FUNC(h->devid),
347                         h->cap_ptr);
348
349         while (p < end) {
350                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
351                 switch (dev->type) {
352                 case IVHD_DEV_SELECT:
353                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
354                 case IVHD_DEV_ALIAS:
355                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
356                         /* all the above subfield types refer to device ids */
357                         update_last_devid(dev->devid);
358                         break;
359                 default:
360                         break;
361                 }
362                 p += ivhd_entry_length(p);
363         }
364
365         WARN_ON(p != end);
366
367         return 0;
368 }
369
370 /*
371  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
372  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
373  * the ACPI table. So we check the checksum here.
374  */
375 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
376 {
377         int i;
378         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
379         struct ivhd_header *h;
380
381         /*
382          * Validate checksum here so we don't need to do it when
383          * we actually parse the table
384          */
385         for (i = 0; i < table->length; ++i)
386                 checksum += p[i];
387         if (checksum != 0)
388                 /* ACPI table corrupt */
389                 return -ENODEV;
390
391         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
392
393         end += table->length;
394         while (p < end) {
395                 h = (struct ivhd_header *)p;
396                 switch (h->type) {
397                 case ACPI_IVHD_TYPE:
398                         find_last_devid_from_ivhd(h);
399                         break;
400                 default:
401                         break;
402                 }
403                 p += h->length;
404         }
405         WARN_ON(p != end);
406
407         return 0;
408 }
409
410 /****************************************************************************
411  *
412  * The following functions belong the the code path which parses the ACPI table
413  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
414  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
415  * basically initialize the hardware.
416  *
417  ****************************************************************************/
418
419 /*
420  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
421  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
422  * asynchronously
423  */
424 static u8 * __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
425 {
426         u8 *cmd_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
427                         get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
428
429         if (cmd_buf == NULL)
430                 return NULL;
431
432         iommu->cmd_buf_size = CMD_BUFFER_SIZE;
433
434         return cmd_buf;
435 }
436
437 /*
438  * This function writes the command buffer address to the hardware and
439  * enables it.
440  */
441 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
442 {
443         u64 entry;
444
445         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
446
447         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
448         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
449
450         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
451                     &entry, sizeof(entry));
452
453         /* set head and tail to zero manually */
454         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
455         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
456
457         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
458 }
459
460 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
461 {
462         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf,
463                    get_order(iommu->cmd_buf_size));
464 }
465
466 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
467 static u8 * __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
468 {
469         iommu->evt_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
470                                                 get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
471
472         if (iommu->evt_buf == NULL)
473                 return NULL;
474
475         iommu->evt_buf_size = EVT_BUFFER_SIZE;
476
477         return iommu->evt_buf;
478 }
479
480 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
481 {
482         u64 entry;
483
484         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
485
486         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
487
488         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
489                     &entry, sizeof(entry));
490
491         /* set head and tail to zero manually */
492         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
493         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
494
495         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
496 }
497
498 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
499 {
500         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
501 }
502
503 /* sets a specific bit in the device table entry. */
504 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
505 {
506         int i = (bit >> 5) & 0x07;
507         int _bit = bit & 0x1f;
508
509         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1 << _bit);
510 }
511
512 static int get_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
513 {
514         int i = (bit >> 5) & 0x07;
515         int _bit = bit & 0x1f;
516
517         return (amd_iommu_dev_table[devid].data[i] & (1 << _bit)) >> _bit;
518 }
519
520
521 void amd_iommu_apply_erratum_63(u16 devid)
522 {
523         int sysmgt;
524
525         sysmgt = get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1) |
526                  (get_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2) << 1);
527
528         if (sysmgt == 0x01)
529                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_IW);
530 }
531
532 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
533 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
534 {
535         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
536 }
537
538 /*
539  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
540  * table and sets up the device table entry with that information
541  */
542 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
543                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
544 {
545         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
546                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
547         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
548                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
549         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
550                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
551         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
552                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
553         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
554                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
555         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
556                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
557         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
558                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
559
560         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
561
562         set_iommu_for_device(iommu, devid);
563 }
564
565 /*
566  * Reads the device exclusion range from ACPI and initialize IOMMU with
567  * it
568  */
569 static void __init set_device_exclusion_range(u16 devid, struct ivmd_header *m)
570 {
571         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
572
573         if (!(m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
574                 return;
575
576         if (iommu) {
577                 /*
578                  * We only can configure exclusion ranges per IOMMU, not
579                  * per device. But we can enable the exclusion range per
580                  * device. This is done here
581                  */
582                 set_dev_entry_bit(m->devid, DEV_ENTRY_EX);
583                 iommu->exclusion_start = m->range_start;
584                 iommu->exclusion_length = m->range_length;
585         }
586 }
587
588 /*
589  * This function reads some important data from the IOMMU PCI space and
590  * initializes the driver data structure with it. It reads the hardware
591  * capabilities and the first/last device entries
592  */
593 static void __init init_iommu_from_pci(struct amd_iommu *iommu)
594 {
595         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
596         u32 range, misc;
597
598         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
599                               &iommu->cap);
600         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_RANGE_OFFSET,
601                               &range);
602         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_MISC_OFFSET,
603                               &misc);
604
605         iommu->first_device = calc_devid(MMIO_GET_BUS(range),
606                                          MMIO_GET_FD(range));
607         iommu->last_device = calc_devid(MMIO_GET_BUS(range),
608                                         MMIO_GET_LD(range));
609         iommu->evt_msi_num = MMIO_MSI_NUM(misc);
610 }
611
612 /*
613  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
614  * initializes the hardware and our data structures with it.
615  */
616 static void __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
617                                         struct ivhd_header *h)
618 {
619         u8 *p = (u8 *)h;
620         u8 *end = p, flags = 0;
621         u16 dev_i, devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
622         u32 ext_flags = 0;
623         bool alias = false;
624         struct ivhd_entry *e;
625
626         /*
627          * First set the recommended feature enable bits from ACPI
628          * into the IOMMU control registers
629          */
630         h->flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
631                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
632                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
633
634         h->flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
635                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
636                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
637
638         h->flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
639                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
640                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
641
642         h->flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
643                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
644                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
645
646         /*
647          * make IOMMU memory accesses cache coherent
648          */
649         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
650
651         /*
652          * Done. Now parse the device entries
653          */
654         p += sizeof(struct ivhd_header);
655         end += h->length;
656
657
658         while (p < end) {
659                 e = (struct ivhd_entry *)p;
660                 switch (e->type) {
661                 case IVHD_DEV_ALL:
662
663                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\t first devid: %02x:%02x.%x"
664                                     " last device %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
665                                     PCI_BUS(iommu->first_device),
666                                     PCI_SLOT(iommu->first_device),
667                                     PCI_FUNC(iommu->first_device),
668                                     PCI_BUS(iommu->last_device),
669                                     PCI_SLOT(iommu->last_device),
670                                     PCI_FUNC(iommu->last_device),
671                                     e->flags);
672
673                         for (dev_i = iommu->first_device;
674                                         dev_i <= iommu->last_device; ++dev_i)
675                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
676                                                         e->flags, 0);
677                         break;
678                 case IVHD_DEV_SELECT:
679
680                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
681                                     "flags: %02x\n",
682                                     PCI_BUS(e->devid),
683                                     PCI_SLOT(e->devid),
684                                     PCI_FUNC(e->devid),
685                                     e->flags);
686
687                         devid = e->devid;
688                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
689                         break;
690                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
691
692                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
693                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
694                                     PCI_BUS(e->devid),
695                                     PCI_SLOT(e->devid),
696                                     PCI_FUNC(e->devid),
697                                     e->flags);
698
699                         devid_start = e->devid;
700                         flags = e->flags;
701                         ext_flags = 0;
702                         alias = false;
703                         break;
704                 case IVHD_DEV_ALIAS:
705
706                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
707                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
708                                     PCI_BUS(e->devid),
709                                     PCI_SLOT(e->devid),
710                                     PCI_FUNC(e->devid),
711                                     e->flags,
712                                     PCI_BUS(e->ext >> 8),
713                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
714                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
715
716                         devid = e->devid;
717                         devid_to = e->ext >> 8;
718                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid   , e->flags, 0);
719                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
720                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
721                         break;
722                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
723
724                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
725                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
726                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
727                                     PCI_BUS(e->devid),
728                                     PCI_SLOT(e->devid),
729                                     PCI_FUNC(e->devid),
730                                     e->flags,
731                                     PCI_BUS(e->ext >> 8),
732                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
733                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
734
735                         devid_start = e->devid;
736                         flags = e->flags;
737                         devid_to = e->ext >> 8;
738                         ext_flags = 0;
739                         alias = true;
740                         break;
741                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
742
743                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
744                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
745                                     PCI_BUS(e->devid),
746                                     PCI_SLOT(e->devid),
747                                     PCI_FUNC(e->devid),
748                                     e->flags, e->ext);
749
750                         devid = e->devid;
751                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
752                                                 e->ext);
753                         break;
754                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
755
756                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
757                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
758                                     PCI_BUS(e->devid),
759                                     PCI_SLOT(e->devid),
760                                     PCI_FUNC(e->devid),
761                                     e->flags, e->ext);
762
763                         devid_start = e->devid;
764                         flags = e->flags;
765                         ext_flags = e->ext;
766                         alias = false;
767                         break;
768                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
769
770                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
771                                     PCI_BUS(e->devid),
772                                     PCI_SLOT(e->devid),
773                                     PCI_FUNC(e->devid));
774
775                         devid = e->devid;
776                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
777                                 if (alias) {
778                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
779                                         set_dev_entry_from_acpi(iommu,
780                                                 devid_to, flags, ext_flags);
781                                 }
782                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
783                                                         flags, ext_flags);
784                         }
785                         break;
786                 default:
787                         break;
788                 }
789
790                 p += ivhd_entry_length(p);
791         }
792 }
793
794 /* Initializes the device->iommu mapping for the driver */
795 static int __init init_iommu_devices(struct amd_iommu *iommu)
796 {
797         u16 i;
798
799         for (i = iommu->first_device; i <= iommu->last_device; ++i)
800                 set_iommu_for_device(iommu, i);
801
802         return 0;
803 }
804
805 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
806 {
807         free_command_buffer(iommu);
808         free_event_buffer(iommu);
809         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
810 }
811
812 static void __init free_iommu_all(void)
813 {
814         struct amd_iommu *iommu, *next;
815
816         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
817                 list_del(&iommu->list);
818                 free_iommu_one(iommu);
819                 kfree(iommu);
820         }
821 }
822
823 /*
824  * This function clues the initialization function for one IOMMU
825  * together and also allocates the command buffer and programs the
826  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
827  */
828 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
829 {
830         spin_lock_init(&iommu->lock);
831         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
832
833         /*
834          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
835          */
836         iommu->dev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS(h->devid), h->devid & 0xff);
837         if (!iommu->dev)
838                 return 1;
839
840         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
841         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
842         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
843         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(h->mmio_phys);
844         if (!iommu->mmio_base)
845                 return -ENOMEM;
846
847         iommu->cmd_buf = alloc_command_buffer(iommu);
848         if (!iommu->cmd_buf)
849                 return -ENOMEM;
850
851         iommu->evt_buf = alloc_event_buffer(iommu);
852         if (!iommu->evt_buf)
853                 return -ENOMEM;
854
855         iommu->int_enabled = false;
856
857         init_iommu_from_pci(iommu);
858         init_iommu_from_acpi(iommu, h);
859         init_iommu_devices(iommu);
860
861         return pci_enable_device(iommu->dev);
862 }
863
864 /*
865  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
866  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
867  */
868 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
869 {
870         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
871         struct ivhd_header *h;
872         struct amd_iommu *iommu;
873         int ret;
874
875         end += table->length;
876         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
877
878         while (p < end) {
879                 h = (struct ivhd_header *)p;
880                 switch (*p) {
881                 case ACPI_IVHD_TYPE:
882
883                         DUMP_printk("IOMMU: device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
884                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
885                                     PCI_BUS(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
886                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
887                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
888                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
889                                     h->mmio_phys);
890
891                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
892                         if (iommu == NULL)
893                                 return -ENOMEM;
894                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
895                         if (ret)
896                                 return ret;
897                         break;
898                 default:
899                         break;
900                 }
901                 p += h->length;
902
903         }
904         WARN_ON(p != end);
905
906         return 0;
907 }
908
909 /****************************************************************************
910  *
911  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
912  * in the system. Its a bit challenging because there could be multiple
913  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
914  * pci_dev.
915  *
916  ****************************************************************************/
917
918 static int __init iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
919 {
920         int r;
921
922         if (pci_enable_msi(iommu->dev))
923                 return 1;
924
925         r = request_irq(iommu->dev->irq, amd_iommu_int_handler,
926                         IRQF_SAMPLE_RANDOM,
927                         "AMD IOMMU",
928                         NULL);
929
930         if (r) {
931                 pci_disable_msi(iommu->dev);
932                 return 1;
933         }
934
935         iommu->int_enabled = true;
936         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
937
938         return 0;
939 }
940
941 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
942 {
943         if (iommu->int_enabled)
944                 return 0;
945
946         if (pci_find_capability(iommu->dev, PCI_CAP_ID_MSI))
947                 return iommu_setup_msi(iommu);
948
949         return 1;
950 }
951
952 /****************************************************************************
953  *
954  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
955  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
956  * gathered (like exclusion and unity mapping reanges).
957  *
958  ****************************************************************************/
959
960 static void __init free_unity_maps(void)
961 {
962         struct unity_map_entry *entry, *next;
963
964         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
965                 list_del(&entry->list);
966                 kfree(entry);
967         }
968 }
969
970 /* called when we find an exclusion range definition in ACPI */
971 static int __init init_exclusion_range(struct ivmd_header *m)
972 {
973         int i;
974
975         switch (m->type) {
976         case ACPI_IVMD_TYPE:
977                 set_device_exclusion_range(m->devid, m);
978                 break;
979         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
980                 for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
981                         set_device_exclusion_range(i, m);
982                 break;
983         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
984                 for (i = m->devid; i <= m->aux; ++i)
985                         set_device_exclusion_range(i, m);
986                 break;
987         default:
988                 break;
989         }
990
991         return 0;
992 }
993
994 /* called for unity map ACPI definition */
995 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
996 {
997         struct unity_map_entry *e = 0;
998         char *s;
999
1000         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
1001         if (e == NULL)
1002                 return -ENOMEM;
1003
1004         switch (m->type) {
1005         default:
1006                 kfree(e);
1007                 return 0;
1008         case ACPI_IVMD_TYPE:
1009                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
1010                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
1011                 break;
1012         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
1013                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
1014                 e->devid_start = 0;
1015                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
1016                 break;
1017         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
1018                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
1019                 e->devid_start = m->devid;
1020                 e->devid_end = m->aux;
1021                 break;
1022         }
1023         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
1024         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
1025         e->prot = m->flags >> 1;
1026
1027         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
1028                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
1029                     PCI_BUS(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
1030                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS(e->devid_end),
1031                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
1032                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
1033
1034         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
1035
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
1040 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
1041 {
1042         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1043         struct ivmd_header *m;
1044
1045         end += table->length;
1046         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1047
1048         while (p < end) {
1049                 m = (struct ivmd_header *)p;
1050                 if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
1051                         init_exclusion_range(m);
1052                 else if (m->flags & IVMD_FLAG_UNITY_MAP)
1053                         init_unity_map_range(m);
1054
1055                 p += m->length;
1056         }
1057
1058         return 0;
1059 }
1060
1061 /*
1062  * Init the device table to not allow DMA access for devices and
1063  * suppress all page faults
1064  */
1065 static void init_device_table(void)
1066 {
1067         u16 devid;
1068
1069         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1070                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
1071                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
1072         }
1073 }
1074
1075 /*
1076  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
1077  * they have been initialized
1078  */
1079 static void enable_iommus(void)
1080 {
1081         struct amd_iommu *iommu;
1082
1083         for_each_iommu(iommu) {
1084                 iommu_disable(iommu);
1085                 iommu_set_device_table(iommu);
1086                 iommu_enable_command_buffer(iommu);
1087                 iommu_enable_event_buffer(iommu);
1088                 iommu_set_exclusion_range(iommu);
1089                 iommu_init_msi(iommu);
1090                 iommu_enable(iommu);
1091         }
1092 }
1093
1094 static void disable_iommus(void)
1095 {
1096         struct amd_iommu *iommu;
1097
1098         for_each_iommu(iommu)
1099                 iommu_disable(iommu);
1100 }
1101
1102 /*
1103  * Suspend/Resume support
1104  * disable suspend until real resume implemented
1105  */
1106
1107 static int amd_iommu_resume(struct sys_device *dev)
1108 {
1109         /* re-load the hardware */
1110         enable_iommus();
1111
1112         /*
1113          * we have to flush after the IOMMUs are enabled because a
1114          * disabled IOMMU will never execute the commands we send
1115          */
1116         amd_iommu_flush_all_devices();
1117         amd_iommu_flush_all_domains();
1118
1119         return 0;
1120 }
1121
1122 static int amd_iommu_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
1123 {
1124         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
1125         disable_iommus();
1126
1127         return 0;
1128 }
1129
1130 static struct sysdev_class amd_iommu_sysdev_class = {
1131         .name = "amd_iommu",
1132         .suspend = amd_iommu_suspend,
1133         .resume = amd_iommu_resume,
1134 };
1135
1136 static struct sys_device device_amd_iommu = {
1137         .id = 0,
1138         .cls = &amd_iommu_sysdev_class,
1139 };
1140
1141 /*
1142  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
1143  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
1144  * code.
1145  *
1146  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
1147  * three times:
1148  *
1149  *      1 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
1150  *              Upon this information the size of the data structures is
1151  *              determined that needs to be allocated.
1152  *
1153  *      2 pass) Initialize the data structures just allocated with the
1154  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
1155  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
1156  *              system to specific IOMMUs
1157  *
1158  *      3 pass) After the basic data structures are allocated and
1159  *              initialized we update them with information about memory
1160  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
1161  *              this last pass.
1162  *
1163  * After that the hardware is initialized and ready to go. In the last
1164  * step we do some Linux specific things like registering the driver in
1165  * the dma_ops interface and initializing the suspend/resume support
1166  * functions. Finally it prints some information about AMD IOMMUs and
1167  * the driver state and enables the hardware.
1168  */
1169 int __init amd_iommu_init(void)
1170 {
1171         int i, ret = 0;
1172
1173
1174         if (no_iommu) {
1175                 printk(KERN_INFO "AMD IOMMU disabled by kernel command line\n");
1176                 return 0;
1177         }
1178
1179         if (!amd_iommu_detected)
1180                 return -ENODEV;
1181
1182         /*
1183          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
1184          * we need to handle. Upon this information the shared data
1185          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
1186          */
1187         if (acpi_table_parse("IVRS", find_last_devid_acpi) != 0)
1188                 return -ENODEV;
1189
1190         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
1191         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
1192         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
1193
1194         ret = -ENOMEM;
1195
1196         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
1197         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1198                                       get_order(dev_table_size));
1199         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
1200                 goto out;
1201
1202         /*
1203          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
1204          * IOMMU see for that device
1205          */
1206         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
1207                         get_order(alias_table_size));
1208         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
1209                 goto free;
1210
1211         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
1212         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
1213                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1214                         get_order(rlookup_table_size));
1215         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
1216                 goto free;
1217
1218         /*
1219          * Protection Domain table - maps devices to protection domains
1220          * This table has the same size as the rlookup_table
1221          */
1222         amd_iommu_pd_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1223                                      get_order(rlookup_table_size));
1224         if (amd_iommu_pd_table == NULL)
1225                 goto free;
1226
1227         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
1228                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1229                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1230         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
1231                 goto free;
1232
1233         /* init the device table */
1234         init_device_table();
1235
1236         /*
1237          * let all alias entries point to itself
1238          */
1239         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1240                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
1241
1242         /*
1243          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
1244          * error value placeholder
1245          */
1246         amd_iommu_pd_alloc_bitmap[0] = 1;
1247
1248         /*
1249          * now the data structures are allocated and basically initialized
1250          * start the real acpi table scan
1251          */
1252         ret = -ENODEV;
1253         if (acpi_table_parse("IVRS", init_iommu_all) != 0)
1254                 goto free;
1255
1256         if (acpi_table_parse("IVRS", init_memory_definitions) != 0)
1257                 goto free;
1258
1259         ret = sysdev_class_register(&amd_iommu_sysdev_class);
1260         if (ret)
1261                 goto free;
1262
1263         ret = sysdev_register(&device_amd_iommu);
1264         if (ret)
1265                 goto free;
1266
1267         ret = amd_iommu_init_dma_ops();
1268         if (ret)
1269                 goto free;
1270
1271         enable_iommus();
1272
1273         printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: device isolation ");
1274         if (amd_iommu_isolate)
1275                 printk("enabled\n");
1276         else
1277                 printk("disabled\n");
1278
1279         if (amd_iommu_unmap_flush)
1280                 printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: IO/TLB flush on unmap enabled\n");
1281         else
1282                 printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
1283
1284 out:
1285         return ret;
1286
1287 free:
1288         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
1289                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1290
1291         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_table,
1292                    get_order(rlookup_table_size));
1293
1294         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
1295                    get_order(rlookup_table_size));
1296
1297         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
1298                    get_order(alias_table_size));
1299
1300         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
1301                    get_order(dev_table_size));
1302
1303         free_iommu_all();
1304
1305         free_unity_maps();
1306
1307         goto out;
1308 }
1309
1310 void amd_iommu_shutdown(void)
1311 {
1312         disable_iommus();
1313 }
1314
1315 /****************************************************************************
1316  *
1317  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
1318  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
1319  * IOMMUs
1320  *
1321  ****************************************************************************/
1322 static int __init early_amd_iommu_detect(struct acpi_table_header *table)
1323 {
1324         return 0;
1325 }
1326
1327 void __init amd_iommu_detect(void)
1328 {
1329         if (swiotlb || no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
1330                 return;
1331
1332         if (acpi_table_parse("IVRS", early_amd_iommu_detect) == 0) {
1333                 iommu_detected = 1;
1334                 amd_iommu_detected = 1;
1335 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
1336                 gart_iommu_aperture_disabled = 1;
1337                 gart_iommu_aperture = 0;
1338 #endif
1339         }
1340 }
1341
1342 /****************************************************************************
1343  *
1344  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
1345  * options.
1346  *
1347  ****************************************************************************/
1348
1349 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
1350 {
1351         amd_iommu_dump = true;
1352
1353         return 1;
1354 }
1355
1356 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
1357 {
1358         for (; *str; ++str) {
1359                 if (strncmp(str, "isolate", 7) == 0)
1360                         amd_iommu_isolate = true;
1361                 if (strncmp(str, "share", 5) == 0)
1362                         amd_iommu_isolate = false;
1363                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
1364                         amd_iommu_unmap_flush = true;
1365         }
1366
1367         return 1;
1368 }
1369
1370 __setup("amd_iommu_dump", parse_amd_iommu_dump);
1371 __setup("amd_iommu=", parse_amd_iommu_options);