drivers/iommu/amd_iommu.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2007-2010 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/ratelimit.h>
  21 #include <linux/pci.h>
  22 #include <linux/pci-ats.h>
  23 #include <linux/bitmap.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/debugfs.h>
  26 #include <linux/scatterlist.h>
  27 #include <linux/dma-mapping.h>
  28 #include <linux/iommu-helper.h>
  29 #include <linux/iommu.h>
  30 #include <linux/delay.h>
  31 #include <linux/amd-iommu.h>
  32 #include <linux/notifier.h>
  33 #include <linux/export.h>
  34 #include <linux/irq.h>
  35 #include <linux/msi.h>
  36 #include <asm/irq_remapping.h>
  37 #include <asm/io_apic.h>
  38 #include <asm/apic.h>
  39 #include <asm/hw_irq.h>
  40 #include <asm/msidef.h>
  41 #include <asm/proto.h>
  42 #include <asm/iommu.h>
  43 #include <asm/gart.h>
  44 #include <asm/dma.h>
  45
  46 #include "amd_iommu_proto.h"
  47 #include "amd_iommu_types.h"
  48 #include "irq_remapping.h"
  49
  50 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
  51
  52 #define LOOP_TIMEOUT    100000
  53
  54 /*
  55  * This bitmap is used to advertise the page sizes our hardware support
  56  * to the IOMMU core, which will then use this information to split
  57  * physically contiguous memory regions it is mapping into page sizes
  58  * that we support.
  59  *
  60  * 512GB Pages are not supported due to a hardware bug
  61  */
  62 #define AMD_IOMMU_PGSIZES       ((~0xFFFUL) & ~(2ULL << 38))
  63
  64 static DEFINE_RWLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
  65
  66 /* A list of preallocated protection domains */
  67 static LIST_HEAD(iommu_pd_list);
  68 static DEFINE_SPINLOCK(iommu_pd_list_lock);
  69
  70 /* List of all available dev_data structures */
  71 static LIST_HEAD(dev_data_list);
  72 static DEFINE_SPINLOCK(dev_data_list_lock);
  73
  74 LIST_HEAD(ioapic_map);
  75 LIST_HEAD(hpet_map);
  76
  77 /*
  78  * Domain for untranslated devices - only allocated
  79  * if iommu=pt passed on kernel cmd line.
  80  */
  81 static struct protection_domain *pt_domain;
  82
  83 static struct iommu_ops amd_iommu_ops;
  84
  85 static ATOMIC_NOTIFIER_HEAD(ppr_notifier);
  86 int amd_iommu_max_glx_val = -1;
  87
  88 static struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops;
  89
  90 /*
  91  * general struct to manage commands send to an IOMMU
  92  */
  93 struct iommu_cmd {
  94         u32 data[4];
  95 };
  96
  97 struct kmem_cache *amd_iommu_irq_cache;
  98
  99 static void update_domain(struct protection_domain *domain);
 100 static int __init alloc_passthrough_domain(void);
 101
 102 /****************************************************************************
 103  *
 104  * Helper functions
 105  *
 106  ****************************************************************************/
 107
 108 static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
 109 {
 110         struct iommu_dev_data *dev_data;
 111         unsigned long flags;
 112
 113         dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
 114         if (!dev_data)
 115                 return NULL;
 116
 117         dev_data->devid = devid;
 118         atomic_set(&dev_data->bind, 0);
 119
 120         spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
 121         list_add_tail(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
 122         spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
 123
 124         return dev_data;
 125 }
 126
 127 static void free_dev_data(struct iommu_dev_data *dev_data)
 128 {
 129         unsigned long flags;
 130
 131         spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
 132         list_del(&dev_data->dev_data_list);
 133         spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
 134
 135         if (dev_data->group)
 136                 iommu_group_put(dev_data->group);
 137
 138         kfree(dev_data);
 139 }
 140
 141 static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
 142 {
 143         struct iommu_dev_data *dev_data;
 144         unsigned long flags;
 145
 146         spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
 147         list_for_each_entry(dev_data, &dev_data_list, dev_data_list) {
 148                 if (dev_data->devid == devid)
 149                         goto out_unlock;
 150         }
 151
 152         dev_data = NULL;
 153
 154 out_unlock:
 155         spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
 156
 157         return dev_data;
 158 }
 159
 160 static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
 161 {
 162         struct iommu_dev_data *dev_data;
 163
 164         dev_data = search_dev_data(devid);
 165
 166         if (dev_data == NULL)
 167                 dev_data = alloc_dev_data(devid);
 168
 169         return dev_data;
 170 }
 171
 172 static inline u16 get_device_id(struct device *dev)
 173 {
 174         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 175
 176         return calc_devid(pdev->bus->number, pdev->devfn);
 177 }
 178
 179 static struct iommu_dev_data *get_dev_data(struct device *dev)
 180 {
 181         return dev->archdata.iommu;
 182 }
 183
 184 static bool pci_iommuv2_capable(struct pci_dev *pdev)
 185 {
 186         static const int caps[] = {
 187                 PCI_EXT_CAP_ID_ATS,
 188                 PCI_EXT_CAP_ID_PRI,
 189                 PCI_EXT_CAP_ID_PASID,
 190         };
 191         int i, pos;
 192
 193         for (i = 0; i < 3; ++i) {
 194                 pos = pci_find_ext_capability(pdev, caps[i]);
 195                 if (pos == 0)
 196                         return false;
 197         }
 198
 199         return true;
 200 }
 201
 202 static bool pdev_pri_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
 203 {
 204         struct iommu_dev_data *dev_data;
 205
 206         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
 207
 208         return dev_data->errata & (1 << erratum) ? true : false;
 209 }
 210
 211 /*
 212  * In this function the list of preallocated protection domains is traversed to
 213  * find the domain for a specific device
 214  */
 215 static struct dma_ops_domain *find_protection_domain(u16 devid)
 216 {
 217         struct dma_ops_domain *entry, *ret = NULL;
 218         unsigned long flags;
 219         u16 alias = amd_iommu_alias_table[devid];
 220
 221         if (list_empty(&iommu_pd_list))
 222                 return NULL;
 223
 224         spin_lock_irqsave(&iommu_pd_list_lock, flags);
 225
 226         list_for_each_entry(entry, &iommu_pd_list, list) {
 227                 if (entry->target_dev == devid ||
 228                     entry->target_dev == alias) {
 229                         ret = entry;
 230                         break;
 231                 }
 232         }
 233
 234         spin_unlock_irqrestore(&iommu_pd_list_lock, flags);
 235
 236         return ret;
 237 }
 238
 239 /*
 240  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
 241  * avoid dereferencing invalid pointers.
 242  */
 243 static bool check_device(struct device *dev)
 244 {
 245         u16 devid;
 246
 247         if (!dev || !dev->dma_mask)
 248                 return false;
 249
 250         /* No device or no PCI device */
 251         if (dev->bus != &pci_bus_type)
 252                 return false;
 253
 254         devid = get_device_id(dev);
 255
 256         /* Out of our scope? */
 257         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
 258                 return false;
 259
 260         if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
 261                 return false;
 262
 263         return true;
 264 }
 265
 266 static void swap_pci_ref(struct pci_dev **from, struct pci_dev *to)
 267 {
 268         pci_dev_put(*from);
 269         *from = to;
 270 }
 271
 272 static struct pci_bus *find_hosted_bus(struct pci_bus *bus)
 273 {
 274         while (!bus->self) {
 275                 if (!pci_is_root_bus(bus))
 276                         bus = bus->parent;
 277                 else
 278                         return ERR_PTR(-ENODEV);
 279         }
 280
 281         return bus;
 282 }
 283
 284 #define REQ_ACS_FLAGS   (PCI_ACS_SV | PCI_ACS_RR | PCI_ACS_CR | PCI_ACS_UF)
 285
 286 static struct pci_dev *get_isolation_root(struct pci_dev *pdev)
 287 {
 288         struct pci_dev *dma_pdev = pdev;
 289
 290         /* Account for quirked devices */
 291         swap_pci_ref(&dma_pdev, pci_get_dma_source(dma_pdev));
 292
 293         /*
 294          * If it's a multifunction device that does not support our
 295          * required ACS flags, add to the same group as function 0.
 296          */
 297         if (dma_pdev->multifunction &&
 298             !pci_acs_enabled(dma_pdev, REQ_ACS_FLAGS))
 299                 swap_pci_ref(&dma_pdev,
 300                              pci_get_slot(dma_pdev->bus,
 301                                           PCI_DEVFN(PCI_SLOT(dma_pdev->devfn),
 302                                           0)));
 303
 304         /*
 305          * Devices on the root bus go through the iommu.  If that's not us,
 306          * find the next upstream device and test ACS up to the root bus.
 307          * Finding the next device may require skipping virtual buses.
 308          */
 309         while (!pci_is_root_bus(dma_pdev->bus)) {
 310                 struct pci_bus *bus = find_hosted_bus(dma_pdev->bus);
 311                 if (IS_ERR(bus))
 312                         break;
 313
 314                 if (pci_acs_path_enabled(bus->self, NULL, REQ_ACS_FLAGS))
 315                         break;
 316
 317                 swap_pci_ref(&dma_pdev, pci_dev_get(bus->self));
 318         }
 319
 320         return dma_pdev;
 321 }
 322
 323 static int use_pdev_iommu_group(struct pci_dev *pdev, struct device *dev)
 324 {
 325         struct iommu_group *group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 326         int ret;
 327
 328         if (!group) {
 329                 group = iommu_group_alloc();
 330                 if (IS_ERR(group))
 331                         return PTR_ERR(group);
 332
 333                 WARN_ON(&pdev->dev != dev);
 334         }
 335
 336         ret = iommu_group_add_device(group, dev);
 337         iommu_group_put(group);
 338         return ret;
 339 }
 340
 341 static int use_dev_data_iommu_group(struct iommu_dev_data *dev_data,
 342                                     struct device *dev)
 343 {
 344         if (!dev_data->group) {
 345                 struct iommu_group *group = iommu_group_alloc();
 346                 if (IS_ERR(group))
 347                         return PTR_ERR(group);
 348
 349                 dev_data->group = group;
 350         }
 351
 352         return iommu_group_add_device(dev_data->group, dev);
 353 }
 354
 355 static int init_iommu_group(struct device *dev)
 356 {
 357         struct iommu_dev_data *dev_data;
 358         struct iommu_group *group;
 359         struct pci_dev *dma_pdev;
 360         int ret;
 361
 362         group = iommu_group_get(dev);
 363         if (group) {
 364                 iommu_group_put(group);
 365                 return 0;
 366         }
 367
 368         dev_data = find_dev_data(get_device_id(dev));
 369         if (!dev_data)
 370                 return -ENOMEM;
 371
 372         if (dev_data->alias_data) {
 373                 u16 alias;
 374                 struct pci_bus *bus;
 375
 376                 if (dev_data->alias_data->group)
 377                         goto use_group;
 378
 379                 /*
 380                  * If the alias device exists, it's effectively just a first
 381                  * level quirk for finding the DMA source.
 382                  */
 383                 alias = amd_iommu_alias_table[dev_data->devid];
 384                 dma_pdev = pci_get_bus_and_slot(alias >> 8, alias & 0xff);
 385                 if (dma_pdev) {
 386                         dma_pdev = get_isolation_root(dma_pdev);
 387                         goto use_pdev;
 388                 }
 389
 390                 /*
 391                  * If the alias is virtual, try to find a parent device
 392                  * and test whether the IOMMU group is actualy rooted above
 393                  * the alias.  Be careful to also test the parent device if
 394                  * we think the alias is the root of the group.
 395                  */
 396                 bus = pci_find_bus(0, alias >> 8);
 397                 if (!bus)
 398                         goto use_group;
 399
 400                 bus = find_hosted_bus(bus);
 401                 if (IS_ERR(bus) || !bus->self)
 402                         goto use_group;
 403
 404                 dma_pdev = get_isolation_root(pci_dev_get(bus->self));
 405                 if (dma_pdev != bus->self || (dma_pdev->multifunction &&
 406                     !pci_acs_enabled(dma_pdev, REQ_ACS_FLAGS)))
 407                         goto use_pdev;
 408
 409                 pci_dev_put(dma_pdev);
 410                 goto use_group;
 411         }
 412
 413         dma_pdev = get_isolation_root(pci_dev_get(to_pci_dev(dev)));
 414 use_pdev:
 415         ret = use_pdev_iommu_group(dma_pdev, dev);
 416         pci_dev_put(dma_pdev);
 417         return ret;
 418 use_group:
 419         return use_dev_data_iommu_group(dev_data->alias_data, dev);
 420 }
 421
 422 static int iommu_init_device(struct device *dev)
 423 {
 424         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 425         struct iommu_dev_data *dev_data;
 426         u16 alias;
 427         int ret;
 428
 429         if (dev->archdata.iommu)
 430                 return 0;
 431
 432         dev_data = find_dev_data(get_device_id(dev));
 433         if (!dev_data)
 434                 return -ENOMEM;
 435
 436         alias = amd_iommu_alias_table[dev_data->devid];
 437         if (alias != dev_data->devid) {
 438                 struct iommu_dev_data *alias_data;
 439
 440                 alias_data = find_dev_data(alias);
 441                 if (alias_data == NULL) {
 442                         pr_err("AMD-Vi: Warning: Unhandled device %s\n",
 443                                         dev_name(dev));
 444                         free_dev_data(dev_data);
 445                         return -ENOTSUPP;
 446                 }
 447                 dev_data->alias_data = alias_data;
 448         }
 449
 450         ret = init_iommu_group(dev);
 451         if (ret)
 452                 return ret;
 453
 454         if (pci_iommuv2_capable(pdev)) {
 455                 struct amd_iommu *iommu;
 456
 457                 iommu              = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
 458                 dev_data->iommu_v2 = iommu->is_iommu_v2;
 459         }
 460
 461         dev->archdata.iommu = dev_data;
 462
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
 467 {
 468         u16 devid, alias;
 469
 470         devid = get_device_id(dev);
 471         alias = amd_iommu_alias_table[devid];
 472
 473         memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 474         memset(&amd_iommu_dev_table[alias], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
 475
 476         amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
 477         amd_iommu_rlookup_table[alias] = NULL;
 478 }
 479
 480 static void iommu_uninit_device(struct device *dev)
 481 {
 482         iommu_group_remove_device(dev);
 483
 484         /*
 485          * Nothing to do here - we keep dev_data around for unplugged devices
 486          * and reuse it when the device is re-plugged - not doing so would
 487          * introduce a ton of races.
 488          */
 489 }
 490
 491 void __init amd_iommu_uninit_devices(void)
 492 {
 493         struct iommu_dev_data *dev_data, *n;
 494         struct pci_dev *pdev = NULL;
 495
 496         for_each_pci_dev(pdev) {
 497
 498                 if (!check_device(&pdev->dev))
 499                         continue;
 500
 501                 iommu_uninit_device(&pdev->dev);
 502         }
 503
 504         /* Free all of our dev_data structures */
 505         list_for_each_entry_safe(dev_data, n, &dev_data_list, dev_data_list)
 506                 free_dev_data(dev_data);
 507 }
 508
 509 int __init amd_iommu_init_devices(void)
 510 {
 511         struct pci_dev *pdev = NULL;
 512         int ret = 0;
 513
 514         for_each_pci_dev(pdev) {
 515
 516                 if (!check_device(&pdev->dev))
 517                         continue;
 518
 519                 ret = iommu_init_device(&pdev->dev);
 520                 if (ret == -ENOTSUPP)
 521                         iommu_ignore_device(&pdev->dev);
 522                 else if (ret)
 523                         goto out_free;
 524         }
 525
 526         return 0;
 527
 528 out_free:
 529
 530         amd_iommu_uninit_devices();
 531
 532         return ret;
 533 }
 534 #ifdef CONFIG_AMD_IOMMU_STATS
 535
 536 /*
 537  * Initialization code for statistics collection
 538  */
 539
 540 DECLARE_STATS_COUNTER(compl_wait);
 541 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_map_single);
 542 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_unmap_single);
 543 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_map_sg);
 544 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_unmap_sg);
 545 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_alloc_coherent);
 546 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_free_coherent);
 547 DECLARE_STATS_COUNTER(cross_page);
 548 DECLARE_STATS_COUNTER(domain_flush_single);
 549 DECLARE_STATS_COUNTER(domain_flush_all);
 550 DECLARE_STATS_COUNTER(alloced_io_mem);
 551 DECLARE_STATS_COUNTER(total_map_requests);
 552 DECLARE_STATS_COUNTER(complete_ppr);
 553 DECLARE_STATS_COUNTER(invalidate_iotlb);
 554 DECLARE_STATS_COUNTER(invalidate_iotlb_all);
 555 DECLARE_STATS_COUNTER(pri_requests);
 556
 557 static struct dentry *stats_dir;
 558 static struct dentry *de_fflush;
 559
 560 static void amd_iommu_stats_add(struct __iommu_counter *cnt)
 561 {
 562         if (stats_dir == NULL)
 563                 return;
 564
 565         cnt->dent = debugfs_create_u64(cnt->name, 0444, stats_dir,
 566                                        &cnt->value);
 567 }
 568
 569 static void amd_iommu_stats_init(void)
 570 {
 571         stats_dir = debugfs_create_dir("amd-iommu", NULL);
 572         if (stats_dir == NULL)
 573                 return;
 574
 575         de_fflush  = debugfs_create_bool("fullflush", 0444, stats_dir,
 576                                          &amd_iommu_unmap_flush);
 577
 578         amd_iommu_stats_add(&compl_wait);
 579         amd_iommu_stats_add(&cnt_map_single);
 580         amd_iommu_stats_add(&cnt_unmap_single);
 581         amd_iommu_stats_add(&cnt_map_sg);
 582         amd_iommu_stats_add(&cnt_unmap_sg);
 583         amd_iommu_stats_add(&cnt_alloc_coherent);
 584         amd_iommu_stats_add(&cnt_free_coherent);
 585         amd_iommu_stats_add(&cross_page);
 586         amd_iommu_stats_add(&domain_flush_single);
 587         amd_iommu_stats_add(&domain_flush_all);
 588         amd_iommu_stats_add(&alloced_io_mem);
 589         amd_iommu_stats_add(&total_map_requests);
 590         amd_iommu_stats_add(&complete_ppr);
 591         amd_iommu_stats_add(&invalidate_iotlb);
 592         amd_iommu_stats_add(&invalidate_iotlb_all);
 593         amd_iommu_stats_add(&pri_requests);
 594 }
 595
 596 #endif
 597
 598 /****************************************************************************
 599  *
 600  * Interrupt handling functions
 601  *
 602  ****************************************************************************/
 603
 604 static void dump_dte_entry(u16 devid)
 605 {
 606         int i;
 607
 608         for (i = 0; i < 4; ++i)
 609                 pr_err("AMD-Vi: DTE[%d]: %016llx\n", i,
 610                         amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
 611 }
 612
 613 static void dump_command(unsigned long phys_addr)
 614 {
 615         struct iommu_cmd *cmd = phys_to_virt(phys_addr);
 616         int i;
 617
 618         for (i = 0; i < 4; ++i)
 619                 pr_err("AMD-Vi: CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
 620 }
 621
 622 static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
 623 {
 624         int type, devid, domid, flags;
 625         volatile u32 *event = __evt;
 626         int count = 0;
 627         u64 address;
 628
 629 retry:
 630         type    = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
 631         devid   = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 632         domid   = (event[1] >> EVENT_DOMID_SHIFT) & EVENT_DOMID_MASK;
 633         flags   = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 634         address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
 635
 636         if (type == 0) {
 637                 /* Did we hit the erratum? */
 638                 if (++count == LOOP_TIMEOUT) {
 639                         pr_err("AMD-Vi: No event written to event log\n");
 640                         return;
 641                 }
 642                 udelay(1);
 643                 goto retry;
 644         }
 645
 646         printk(KERN_ERR "AMD-Vi: Event logged [");
 647
 648         switch (type) {
 649         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
 650                 printk("ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x "
 651                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 652                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 653                        address, flags);
 654                 dump_dte_entry(devid);
 655                 break;
 656         case EVENT_TYPE_IO_FAULT:
 657                 printk("IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x "
 658                        "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 659                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 660                        domid, address, flags);
 661                 break;
 662         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
 663                 printk("DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 664                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 665                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 666                        address, flags);
 667                 break;
 668         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
 669                 printk("PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 670                        "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 671                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 672                        domid, address, flags);
 673                 break;
 674         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
 675                 printk("ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%016llx]\n", address);
 676                 dump_command(address);
 677                 break;
 678         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
 679                 printk("COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%016llx "
 680                        "flags=0x%04x]\n", address, flags);
 681                 break;
 682         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
 683                 printk("IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x "
 684                        "address=0x%016llx]\n",
 685                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 686                        address);
 687                 break;
 688         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
 689                 printk("INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x "
 690                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 691                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 692                        address, flags);
 693                 break;
 694         default:
 695                 printk(KERN_ERR "UNKNOWN type=0x%02x]\n", type);
 696         }
 697
 698         memset(__evt, 0, 4 * sizeof(u32));
 699 }
 700
 701 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
 702 {
 703         u32 head, tail;
 704         unsigned long flags;
 705
 706         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 707
 708         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 709         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 710
 711         while (head != tail) {
 712                 iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
 713                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % iommu->evt_buf_size;
 714         }
 715
 716         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 717
 718         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 719 }
 720
 721 static void iommu_handle_ppr_entry(struct amd_iommu *iommu, u64 *raw)
 722 {
 723         struct amd_iommu_fault fault;
 724
 725         INC_STATS_COUNTER(pri_requests);
 726
 727         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != PPR_REQ_FAULT) {
 728                 pr_err_ratelimited("AMD-Vi: Unknown PPR request received\n");
 729                 return;
 730         }
 731
 732         fault.address   = raw[1];
 733         fault.pasid     = PPR_PASID(raw[0]);
 734         fault.device_id = PPR_DEVID(raw[0]);
 735         fault.tag       = PPR_TAG(raw[0]);
 736         fault.flags     = PPR_FLAGS(raw[0]);
 737
 738         atomic_notifier_call_chain(&ppr_notifier, 0, &fault);
 739 }
 740
 741 static void iommu_poll_ppr_log(struct amd_iommu *iommu)
 742 {
 743         unsigned long flags;
 744         u32 head, tail;
 745
 746         if (iommu->ppr_log == NULL)
 747                 return;
 748
 749         /* enable ppr interrupts again */
 750         writel(MMIO_STATUS_PPR_INT_MASK, iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 751
 752         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 753
 754         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 755         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 756
 757         while (head != tail) {
 758                 volatile u64 *raw;
 759                 u64 entry[2];
 760                 int i;
 761
 762                 raw = (u64 *)(iommu->ppr_log + head);
 763
 764                 /*
 765                  * Hardware bug: Interrupt may arrive before the entry is
 766                  * written to memory. If this happens we need to wait for the
 767                  * entry to arrive.
 768                  */
 769                 for (i = 0; i < LOOP_TIMEOUT; ++i) {
 770                         if (PPR_REQ_TYPE(raw[0]) != 0)
 771                                 break;
 772                         udelay(1);
 773                 }
 774
 775                 /* Avoid memcpy function-call overhead */
 776                 entry[0] = raw[0];
 777                 entry[1] = raw[1];
 778
 779                 /*
 780                  * To detect the hardware bug we need to clear the entry
 781                  * back to zero.
 782                  */
 783                 raw[0] = raw[1] = 0UL;
 784
 785                 /* Update head pointer of hardware ring-buffer */
 786                 head = (head + PPR_ENTRY_SIZE) % PPR_LOG_SIZE;
 787                 writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 788
 789                 /*
 790                  * Release iommu->lock because ppr-handling might need to
 791                  * re-acquire it
 792                  */
 793                 spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 794
 795                 /* Handle PPR entry */
 796                 iommu_handle_ppr_entry(iommu, entry);
 797
 798                 spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 799
 800                 /* Refresh ring-buffer information */
 801                 head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_HEAD_OFFSET);
 802                 tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_PPR_TAIL_OFFSET);
 803         }
 804
 805         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 806 }
 807
 808 irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
 809 {
 810         struct amd_iommu *iommu;
 811
 812         for_each_iommu(iommu) {
 813                 iommu_poll_events(iommu);
 814                 iommu_poll_ppr_log(iommu);
 815         }
 816
 817         return IRQ_HANDLED;
 818 }
 819
 820 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
 821 {
 822         return IRQ_WAKE_THREAD;
 823 }
 824
 825 /****************************************************************************
 826  *
 827  * IOMMU command queuing functions
 828  *
 829  ****************************************************************************/
 830
 831 static int wait_on_sem(volatile u64 *sem)
 832 {
 833         int i = 0;
 834
 835         while (*sem == 0 && i < LOOP_TIMEOUT) {
 836                 udelay(1);
 837                 i += 1;
 838         }
 839
 840         if (i == LOOP_TIMEOUT) {
 841                 pr_alert("AMD-Vi: Completion-Wait loop timed out\n");
 842                 return -EIO;
 843         }
 844
 845         return 0;
 846 }
 847
 848 static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
 849                                struct iommu_cmd *cmd,
 850                                u32 tail)
 851 {
 852         u8 *target;
 853
 854         target = iommu->cmd_buf + tail;
 855         tail   = (tail + sizeof(*cmd)) % iommu->cmd_buf_size;
 856
 857         /* Copy command to buffer */
 858         memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
 859
 860         /* Tell the IOMMU about it */
 861         writel(tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 862 }
 863
 864 static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd, u64 address)
 865 {
 866         WARN_ON(address & 0x7ULL);
 867
 868         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 869         cmd->data[0] = lower_32_bits(__pa(address)) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
 870         cmd->data[1] = upper_32_bits(__pa(address));
 871         cmd->data[2] = 1;
 872         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
 873 }
 874
 875 static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
 876 {
 877         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 878         cmd->data[0] = devid;
 879         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
 880 }
 881
 882 static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
 883                                   size_t size, u16 domid, int pde)
 884 {
 885         u64 pages;
 886         int s;
 887
 888         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 889         s     = 0;
 890
 891         if (pages > 1) {
 892                 /*
 893                  * If we have to flush more than one page, flush all
 894                  * TLB entries for this domain
 895                  */
 896                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 897                 s = 1;
 898         }
 899
 900         address &= PAGE_MASK;
 901
 902         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 903         cmd->data[1] |= domid;
 904         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 905         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 906         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 907         if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
 908                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 909         if (pde) /* PDE bit - we want to flush everything, not only the PTEs */
 910                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 911 }
 912
 913 static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
 914                                   u64 address, size_t size)
 915 {
 916         u64 pages;
 917         int s;
 918
 919         pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 920         s     = 0;
 921
 922         if (pages > 1) {
 923                 /*
 924                  * If we have to flush more than one page, flush all
 925                  * TLB entries for this domain
 926                  */
 927                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 928                 s = 1;
 929         }
 930
 931         address &= PAGE_MASK;
 932
 933         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 934         cmd->data[0]  = devid;
 935         cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
 936         cmd->data[1]  = devid;
 937         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 938         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 939         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 940         if (s)
 941                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 942 }
 943
 944 static void build_inv_iommu_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 domid, int pasid,
 945                                   u64 address, bool size)
 946 {
 947         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 948
 949         address &= ~(0xfffULL);
 950
 951         cmd->data[0]  = pasid & PASID_MASK;
 952         cmd->data[1]  = domid;
 953         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 954         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 955         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 956         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 957         if (size)
 958                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 959         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 960 }
 961
 962 static void build_inv_iotlb_pasid(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
 963                                   int qdep, u64 address, bool size)
 964 {
 965         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 966
 967         address &= ~(0xfffULL);
 968
 969         cmd->data[0]  = devid;
 970         cmd->data[0] |= (pasid & 0xff) << 16;
 971         cmd->data[0] |= (qdep  & 0xff) << 24;
 972         cmd->data[1]  = devid;
 973         cmd->data[1] |= ((pasid >> 8) & 0xfff) << 16;
 974         cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
 975         cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 976         cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
 977         if (size)
 978                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 979         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
 980 }
 981
 982 static void build_complete_ppr(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int pasid,
 983                                int status, int tag, bool gn)
 984 {
 985         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 986
 987         cmd->data[0]  = devid;
 988         if (gn) {
 989                 cmd->data[1]  = pasid & PASID_MASK;
 990                 cmd->data[2]  = CMD_INV_IOMMU_PAGES_GN_MASK;
 991         }
 992         cmd->data[3]  = tag & 0x1ff;
 993         cmd->data[3] |= (status & PPR_STATUS_MASK) << PPR_STATUS_SHIFT;
 994
 995         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPLETE_PPR);
 996 }
 997
 998 static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
 999 {
1000         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1001         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
1002 }
1003
1004 static void build_inv_irt(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
1005 {
1006         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
1007         cmd->data[0] = devid;
1008         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IRT);
1009 }
1010
1011 /*
1012  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
1013  * hardware about the new command.
1014  */
1015 static int iommu_queue_command_sync(struct amd_iommu *iommu,
1016                                     struct iommu_cmd *cmd,
1017                                     bool sync)
1018 {
1019         u32 left, tail, head, next_tail;
1020         unsigned long flags;
1021
1022         WARN_ON(iommu->cmd_buf_size & CMD_BUFFER_UNINITIALIZED);
1023
1024 again:
1025         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
1026
1027         head      = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
1028         tail      = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
1029         next_tail = (tail + sizeof(*cmd)) % iommu->cmd_buf_size;
1030         left      = (head - next_tail) % iommu->cmd_buf_size;
1031
1032         if (left <= 2) {
1033                 struct iommu_cmd sync_cmd;
1034                 volatile u64 sem = 0;
1035                 int ret;
1036
1037                 build_completion_wait(&sync_cmd, (u64)&sem);
1038                 copy_cmd_to_buffer(iommu, &sync_cmd, tail);
1039
1040                 spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1041
1042                 if ((ret = wait_on_sem(&sem)) != 0)
1043                         return ret;
1044
1045                 goto again;
1046         }
1047
1048         copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd, tail);
1049
1050         /* We need to sync now to make sure all commands are processed */
1051         iommu->need_sync = sync;
1052
1053         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
1054
1055         return 0;
1056 }
1057
1058 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
1059 {
1060         return iommu_queue_command_sync(iommu, cmd, true);
1061 }
1062
1063 /*
1064  * This function queues a completion wait command into the command
1065  * buffer of an IOMMU
1066  */
1067 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
1068 {
1069         struct iommu_cmd cmd;
1070         volatile u64 sem = 0;
1071         int ret;
1072
1073         if (!iommu->need_sync)
1074                 return 0;
1075
1076         build_completion_wait(&cmd, (u64)&sem);
1077
1078         ret = iommu_queue_command_sync(iommu, &cmd, false);
1079         if (ret)
1080                 return ret;
1081
1082         return wait_on_sem(&sem);
1083 }
1084
1085 static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1086 {
1087         struct iommu_cmd cmd;
1088
1089         build_inv_dte(&cmd, devid);
1090
1091         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1092 }
1093
1094 static void iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
1095 {
1096         u32 devid;
1097
1098         for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
1099                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
1100
1101         iommu_completion_wait(iommu);
1102 }
1103
1104 /*
1105  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
1106  * this is no issue because it is only called during resume.
1107  */
1108 static void iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
1109 {
1110         u32 dom_id;
1111
1112         for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
1113                 struct iommu_cmd cmd;
1114                 build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
1115                                       dom_id, 1);
1116                 iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1117         }
1118
1119         iommu_completion_wait(iommu);
1120 }
1121
1122 static void iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
1123 {
1124         struct iommu_cmd cmd;
1125
1126         build_inv_all(&cmd);
1127
1128         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1129         iommu_completion_wait(iommu);
1130 }
1131
1132 static void iommu_flush_irt(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
1133 {
1134         struct iommu_cmd cmd;
1135
1136         build_inv_irt(&cmd, devid);
1137
1138         iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1139 }
1140
1141 static void iommu_flush_irt_all(struct amd_iommu *iommu)
1142 {
1143         u32 devid;
1144
1145         for (devid = 0; devid <= MAX_DEV_TABLE_ENTRIES; devid++)
1146                 iommu_flush_irt(iommu, devid);
1147
1148         iommu_completion_wait(iommu);
1149 }
1150
1151 void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
1152 {
1153         if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
1154                 iommu_flush_all(iommu);
1155         } else {
1156                 iommu_flush_dte_all(iommu);
1157                 iommu_flush_irt_all(iommu);
1158                 iommu_flush_tlb_all(iommu);
1159         }
1160 }
1161
1162 /*
1163  * Command send function for flushing on-device TLB
1164  */
1165 static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
1166                               u64 address, size_t size)
1167 {
1168         struct amd_iommu *iommu;
1169         struct iommu_cmd cmd;
1170         int qdep;
1171
1172         qdep     = dev_data->ats.qdep;
1173         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1174
1175         build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
1176
1177         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
1178 }
1179
1180 /*
1181  * Command send function for invalidating a device table entry
1182  */
1183 static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
1184 {
1185         struct amd_iommu *iommu;
1186         int ret;
1187
1188         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
1189
1190         ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
1191         if (ret)
1192                 return ret;
1193
1194         if (dev_data->ats.enabled)
1195                 ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
1196
1197         return ret;
1198 }
1199
1200 /*
1201  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
1202  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
1203  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
1204  */
1205 static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1206                                  u64 address, size_t size, int pde)
1207 {
1208         struct iommu_dev_data *dev_data;
1209         struct iommu_cmd cmd;
1210         int ret = 0, i;
1211
1212         build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
1213
1214         for (i = 0; i < amd_iommus_present; ++i) {
1215                 if (!domain->dev_iommu[i])
1216                         continue;
1217
1218                 /*
1219                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1220                  * We need a TLB flush
1221                  */
1222                 ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
1223         }
1224
1225         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
1226
1227                 if (!dev_data->ats.enabled)
1228                         continue;
1229
1230                 ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
1231         }
1232
1233         WARN_ON(ret);
1234 }
1235
1236 static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
1237                                u64 address, size_t size)
1238 {
1239         __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
1240 }
1241
1242 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
1243 static void domain_flush_tlb(struct protection_domain *domain)
1244 {
1245         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 0);
1246 }
1247
1248 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
1249 static void domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
1250 {
1251         __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
1252 }
1253
1254 static void domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
1255 {
1256         int i;
1257
1258         for (i = 0; i < amd_iommus_present; ++i) {
1259                 if (!domain->dev_iommu[i])
1260                         continue;
1261
1262                 /*
1263                  * Devices of this domain are behind this IOMMU
1264                  * We need to wait for completion of all commands.
1265                  */
1266                 iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
1267         }
1268 }
1269
1270
1271 /*
1272  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
1273  */
1274 static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
1275 {
1276         struct iommu_dev_data *dev_data;
1277
1278         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
1279                 device_flush_dte(dev_data);
1280 }
1281
1282 /****************************************************************************
1283  *
1284  * The functions below are used the create the page table mappings for
1285  * unity mapped regions.
1286  *
1287  ****************************************************************************/
1288
1289 /*
1290  * This function is used to add another level to an IO page table. Adding
1291  * another level increases the size of the address space by 9 bits to a size up
1292  * to 64 bits.
1293  */
1294 static bool increase_address_space(struct protection_domain *domain,
1295                                    gfp_t gfp)
1296 {
1297         u64 *pte;
1298
1299         if (domain->mode == PAGE_MODE_6_LEVEL)
1300                 /* address space already 64 bit large */
1301                 return false;
1302
1303         pte = (void *)get_zeroed_page(gfp);
1304         if (!pte)
1305                 return false;
1306
1307         *pte             = PM_LEVEL_PDE(domain->mode,
1308                                         virt_to_phys(domain->pt_root));
1309         domain->pt_root  = pte;
1310         domain->mode    += 1;
1311         domain->updated  = true;
1312
1313         return true;
1314 }
1315
1316 static u64 *alloc_pte(struct protection_domain *domain,
1317                       unsigned long address,
1318                       unsigned long page_size,
1319                       u64 **pte_page,
1320                       gfp_t gfp)
1321 {
1322         int level, end_lvl;
1323         u64 *pte, *page;
1324
1325         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1326
1327         while (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1328                 increase_address_space(domain, gfp);
1329
1330         level   = domain->mode - 1;
1331         pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1332         address = PAGE_SIZE_ALIGN(address, page_size);
1333         end_lvl = PAGE_SIZE_LEVEL(page_size);
1334
1335         while (level > end_lvl) {
1336                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte)) {
1337                         page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1338                         if (!page)
1339                                 return NULL;
1340                         *pte = PM_LEVEL_PDE(level, virt_to_phys(page));
1341                 }
1342
1343                 /* No level skipping support yet */
1344                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1345                         return NULL;
1346
1347                 level -= 1;
1348
1349                 pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1350
1351                 if (pte_page && level == end_lvl)
1352                         *pte_page = pte;
1353
1354                 pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1355         }
1356
1357         return pte;
1358 }
1359
1360 /*
1361  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
1362  * there is one, it returns the pointer to it.
1363  */
1364 static u64 *fetch_pte(struct protection_domain *domain, unsigned long address)
1365 {
1366         int level;
1367         u64 *pte;
1368
1369         if (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
1370                 return NULL;
1371
1372         level   =  domain->mode - 1;
1373         pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1374
1375         while (level > 0) {
1376
1377                 /* Not Present */
1378                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
1379                         return NULL;
1380
1381                 /* Large PTE */
1382                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0x07) {
1383                         unsigned long pte_mask, __pte;
1384
1385                         /*
1386                          * If we have a series of large PTEs, make
1387                          * sure to return a pointer to the first one.
1388                          */
1389                         pte_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
1390                         pte_mask = ~((PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pte_mask) << 3) - 1);
1391                         __pte    = ((unsigned long)pte) & pte_mask;
1392
1393                         return (u64 *)__pte;
1394                 }
1395
1396                 /* No level skipping support yet */
1397                 if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
1398                         return NULL;
1399
1400                 level -= 1;
1401
1402                 /* Walk to the next level */
1403                 pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1404                 pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
1405         }
1406
1407         return pte;
1408 }
1409
1410 /*
1411  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
1412  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
1413  * In the future it can be extended to a generic mapping function
1414  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
1415  * and full 64 bit address spaces.
1416  */
1417 static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
1418                           unsigned long bus_addr,
1419                           unsigned long phys_addr,
1420                           int prot,
1421                           unsigned long page_size)
1422 {
1423         u64 __pte, *pte;
1424         int i, count;
1425
1426         if (!(prot & IOMMU_PROT_MASK))
1427                 return -EINVAL;
1428
1429         bus_addr  = PAGE_ALIGN(bus_addr);
1430         phys_addr = PAGE_ALIGN(phys_addr);
1431         count     = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(page_size);
1432         pte       = alloc_pte(dom, bus_addr, page_size, NULL, GFP_KERNEL);
1433
1434         for (i = 0; i < count; ++i)
1435                 if (IOMMU_PTE_PRESENT(pte[i]))
1436                         return -EBUSY;
1437
1438         if (page_size > PAGE_SIZE) {
1439                 __pte = PAGE_SIZE_PTE(phys_addr, page_size);
1440                 __pte |= PM_LEVEL_ENC(7) | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
1441         } else
1442                 __pte = phys_addr | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
1443
1444         if (prot & IOMMU_PROT_IR)
1445                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
1446         if (prot & IOMMU_PROT_IW)
1447                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
1448
1449         for (i = 0; i < count; ++i)
1450                 pte[i] = __pte;
1451
1452         update_domain(dom);
1453
1454         return 0;
1455 }
1456
1457 static unsigned long iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
1458                                       unsigned long bus_addr,
1459                                       unsigned long page_size)
1460 {
1461         unsigned long long unmap_size, unmapped;
1462         u64 *pte;
1463
1464         BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
1465
1466         unmapped = 0;
1467
1468         while (unmapped < page_size) {
1469
1470                 pte = fetch_pte(dom, bus_addr);
1471
1472                 if (!pte) {
1473                         /*
1474                          * No PTE for this address
1475                          * move forward in 4kb steps
1476                          */
1477                         unmap_size = PAGE_SIZE;
1478                 } else if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0) {
1479                         /* 4kb PTE found for this address */
1480                         unmap_size = PAGE_SIZE;
1481                         *pte       = 0ULL;
1482                 } else {
1483                         int count, i;
1484
1485                         /* Large PTE found which maps this address */
1486                         unmap_size = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
1487                         count      = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(unmap_size);
1488                         for (i = 0; i < count; i++)
1489                                 pte[i] = 0ULL;
1490                 }
1491
1492                 bus_addr  = (bus_addr & ~(unmap_size - 1)) + unmap_size;
1493                 unmapped += unmap_size;
1494         }
1495
1496         BUG_ON(!is_power_of_2(unmapped));
1497
1498         return unmapped;
1499 }
1500
1501 /*
1502  * This function checks if a specific unity mapping entry is needed for
1503  * this specific IOMMU.
1504  */
1505 static int iommu_for_unity_map(struct amd_iommu *iommu,
1506                                struct unity_map_entry *entry)
1507 {
1508         u16 bdf, i;
1509
1510         for (i = entry->devid_start; i <= entry->devid_end; ++i) {
1511                 bdf = amd_iommu_alias_table[i];
1512                 if (amd_iommu_rlookup_table[bdf] == iommu)
1513                         return 1;
1514         }
1515
1516         return 0;
1517 }
1518
1519 /*
1520  * This function actually applies the mapping to the page table of the
1521  * dma_ops domain.
1522  */
1523 static int dma_ops_unity_map(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1524                              struct unity_map_entry *e)
1525 {
1526         u64 addr;
1527         int ret;
1528
1529         for (addr = e->address_start; addr < e->address_end;
1530              addr += PAGE_SIZE) {
1531                 ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, addr, addr, e->prot,
1532                                      PAGE_SIZE);
1533                 if (ret)
1534                         return ret;
1535                 /*
1536                  * if unity mapping is in aperture range mark the page
1537                  * as allocated in the aperture
1538                  */
1539                 if (addr < dma_dom->aperture_size)
1540                         __set_bit(addr >> PAGE_SHIFT,
1541                                   dma_dom->aperture[0]->bitmap);
1542         }
1543
1544         return 0;
1545 }
1546
1547 /*
1548  * Init the unity mappings for a specific IOMMU in the system
1549  *
1550  * Basically iterates over all unity mapping entries and applies them to
1551  * the default domain DMA of that IOMMU if necessary.
1552  */
1553 static int iommu_init_unity_mappings(struct amd_iommu *iommu)
1554 {
1555         struct unity_map_entry *entry;
1556         int ret;
1557
1558         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
1559                 if (!iommu_for_unity_map(iommu, entry))
1560                         continue;
1561                 ret = dma_ops_unity_map(iommu->default_dom, entry);
1562                 if (ret)
1563                         return ret;
1564         }
1565
1566         return 0;
1567 }
1568
1569 /*
1570  * Inits the unity mappings required for a specific device
1571  */
1572 static int init_unity_mappings_for_device(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1573                                           u16 devid)
1574 {
1575         struct unity_map_entry *e;
1576         int ret;
1577
1578         list_for_each_entry(e, &amd_iommu_unity_map, list) {
1579                 if (!(devid >= e->devid_start && devid <= e->devid_end))
1580                         continue;
1581                 ret = dma_ops_unity_map(dma_dom, e);
1582                 if (ret)
1583                         return ret;
1584         }
1585
1586         return 0;
1587 }
1588
1589 /****************************************************************************
1590  *
1591  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
1592  * interface functions. They work like the allocators in the other IOMMU
1593  * drivers. Its basically a bitmap which marks the allocated pages in
1594  * the aperture. Maybe it could be enhanced in the future to a more
1595  * efficient allocator.
1596  *
1597  ****************************************************************************/
1598
1599 /*
1600  * The address allocator core functions.
1601  *
1602  * called with domain->lock held
1603  */
1604
1605 /*
1606  * Used to reserve address ranges in the aperture (e.g. for exclusion
1607  * ranges.
1608  */
1609 static void dma_ops_reserve_addresses(struct dma_ops_domain *dom,
1610                                       unsigned long start_page,
1611                                       unsigned int pages)
1612 {
1613         unsigned int i, last_page = dom->aperture_size >> PAGE_SHIFT;
1614
1615         if (start_page + pages > last_page)
1616                 pages = last_page - start_page;
1617
1618         for (i = start_page; i < start_page + pages; ++i) {
1619                 int index = i / APERTURE_RANGE_PAGES;
1620                 int page  = i % APERTURE_RANGE_PAGES;
1621                 __set_bit(page, dom->aperture[index]->bitmap);
1622         }
1623 }
1624
1625 /*
1626  * This function is used to add a new aperture range to an existing
1627  * aperture in case of dma_ops domain allocation or address allocation
1628  * failure.
1629  */
1630 static int alloc_new_range(struct dma_ops_domain *dma_dom,
1631                            bool populate, gfp_t gfp)
1632 {
1633         int index = dma_dom->aperture_size >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
1634         struct amd_iommu *iommu;
1635         unsigned long i, old_size;
1636
1637 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
1638         populate = false;
1639 #endif
1640
1641         if (index >= APERTURE_MAX_RANGES)
1642                 return -ENOMEM;
1643
1644         dma_dom->aperture[index] = kzalloc(sizeof(struct aperture_range), gfp);
1645         if (!dma_dom->aperture[index])
1646                 return -ENOMEM;
1647
1648         dma_dom->aperture[index]->bitmap = (void *)get_zeroed_page(gfp);
1649         if (!dma_dom->aperture[index]->bitmap)
1650                 goto out_free;
1651
1652         dma_dom->aperture[index]->offset = dma_dom->aperture_size;
1653
1654         if (populate) {
1655                 unsigned long address = dma_dom->aperture_size;
1656                 int i, num_ptes = APERTURE_RANGE_PAGES / 512;
1657                 u64 *pte, *pte_page;
1658
1659                 for (i = 0; i < num_ptes; ++i) {
1660                         pte = alloc_pte(&dma_dom->domain, address, PAGE_SIZE,
1661                                         &pte_page, gfp);
1662                         if (!pte)
1663                                 goto out_free;
1664
1665                         dma_dom->aperture[index]->pte_pages[i] = pte_page;
1666
1667                         address += APERTURE_RANGE_SIZE / 64;
1668                 }
1669         }
1670
1671         old_size                = dma_dom->aperture_size;
1672         dma_dom->aperture_size += APERTURE_RANGE_SIZE;
1673
1674         /* Reserve address range used for MSI messages */
1675         if (old_size < MSI_ADDR_BASE_LO &&
1676             dma_dom->aperture_size > MSI_ADDR_BASE_LO) {
1677                 unsigned long spage;
1678                 int pages;
1679
1680                 pages = iommu_num_pages(MSI_ADDR_BASE_LO, 0x10000, PAGE_SIZE);
1681                 spage = MSI_ADDR_BASE_LO >> PAGE_SHIFT;
1682
1683                 dma_ops_reserve_addresses(dma_dom, spage, pages);
1684         }
1685
1686         /* Initialize the exclusion range if necessary */
1687         for_each_iommu(iommu) {
1688                 if (iommu->exclusion_start &&
1689                     iommu->exclusion_start >= dma_dom->aperture[index]->offset
1690                     && iommu->exclusion_start < dma_dom->aperture_size) {
1691                         unsigned long startpage;
1692                         int pages = iommu_num_pages(iommu->exclusion_start,
1693                                                     iommu->exclusion_length,
1694                                                     PAGE_SIZE);
1695                         startpage = iommu->exclusion_start >> PAGE_SHIFT;
1696                         dma_ops_reserve_addresses(dma_dom, startpage, pages);
1697                 }
1698         }
1699
1700         /*
1701          * Check for areas already mapped as present in the new aperture
1702          * range and mark those pages as reserved in the allocator. Such
1703          * mappings may already exist as a result of requested unity
1704          * mappings for devices.
1705          */
1706         for (i = dma_dom->aperture[index]->offset;
1707              i < dma_dom->aperture_size;
1708              i += PAGE_SIZE) {
1709                 u64 *pte = fetch_pte(&dma_dom->domain, i);
1710                 if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
1711                         continue;
1712
1713                 dma_ops_reserve_addresses(dma_dom, i >> PAGE_SHIFT, 1);
1714         }
1715
1716         update_domain(&dma_dom->domain);
1717
1718         return 0;
1719
1720 out_free:
1721         update_domain(&dma_dom->domain);
1722
1723         free_page((unsigned long)dma_dom->aperture[index]->bitmap);
1724
1725         kfree(dma_dom->aperture[index]);
1726         dma_dom->aperture[index] = NULL;
1727
1728         return -ENOMEM;
1729 }
1730
1731 static unsigned long dma_ops_area_alloc(struct device *dev,
1732                                         struct dma_ops_domain *dom,
1733                                         unsigned int pages,
1734                                         unsigned long align_mask,
1735                                         u64 dma_mask,
1736                                         unsigned long start)
1737 {
1738         unsigned long next_bit = dom->next_address % APERTURE_RANGE_SIZE;
1739         int max_index = dom->aperture_size >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
1740         int i = start >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
1741         unsigned long boundary_size;
1742         unsigned long address = -1;
1743         unsigned long limit;
1744
1745         next_bit >>= PAGE_SHIFT;
1746
1747         boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
1748                         PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1749
1750         for (;i < max_index; ++i) {
1751                 unsigned long offset = dom->aperture[i]->offset >> PAGE_SHIFT;
1752
1753                 if (dom->aperture[i]->offset >= dma_mask)
1754                         break;
1755
1756                 limit = iommu_device_max_index(APERTURE_RANGE_PAGES, offset,
1757                                                dma_mask >> PAGE_SHIFT);
1758
1759                 address = iommu_area_alloc(dom->aperture[i]->bitmap,
1760                                            limit, next_bit, pages, 0,
1761                                             boundary_size, align_mask);
1762                 if (address != -1) {
1763                         address = dom->aperture[i]->offset +
1764                                   (address << PAGE_SHIFT);
1765                         dom->next_address = address + (pages << PAGE_SHIFT);
1766                         break;
1767                 }
1768
1769                 next_bit = 0;
1770         }
1771
1772         return address;
1773 }
1774
1775 static unsigned long dma_ops_alloc_addresses(struct device *dev,
1776                                              struct dma_ops_domain *dom,
1777                                              unsigned int pages,
1778                                              unsigned long align_mask,
1779                                              u64 dma_mask)
1780 {
1781         unsigned long address;
1782
1783 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
1784         dom->next_address = 0;
1785         dom->need_flush = true;
1786 #endif
1787
1788         address = dma_ops_area_alloc(dev, dom, pages, align_mask,
1789                                      dma_mask, dom->next_address);
1790
1791         if (address == -1) {
1792                 dom->next_address = 0;
1793                 address = dma_ops_area_alloc(dev, dom, pages, align_mask,
1794                                              dma_mask, 0);
1795                 dom->need_flush = true;
1796         }
1797
1798         if (unlikely(address == -1))
1799                 address = DMA_ERROR_CODE;
1800
1801         WARN_ON((address + (PAGE_SIZE*pages)) > dom->aperture_size);
1802
1803         return address;
1804 }
1805
1806 /*
1807  * The address free function.
1808  *
1809  * called with domain->lock held
1810  */
1811 static void dma_ops_free_addresses(struct dma_ops_domain *dom,
1812                                    unsigned long address,
1813                                    unsigned int pages)
1814 {
1815         unsigned i = address >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
1816         struct aperture_range *range = dom->aperture[i];
1817
1818         BUG_ON(i >= APERTURE_MAX_RANGES || range == NULL);
1819
1820 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
1821         if (i < 4)
1822                 return;
1823 #endif
1824
1825         if (address >= dom->next_address)
1826                 dom->need_flush = true;
1827
1828         address = (address % APERTURE_RANGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
1829
1830         bitmap_clear(range->bitmap, address, pages);
1831
1832 }
1833
1834 /****************************************************************************
1835  *
1836  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
1837  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
1838  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
1839  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
1840  * contain.
1841  *
1842  ****************************************************************************/
1843
1844 /*
1845  * This function adds a protection domain to the global protection domain list
1846  */
1847 static void add_domain_to_list(struct protection_domain *domain)
1848 {
1849         unsigned long flags;
1850
1851         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1852         list_add(&domain->list, &amd_iommu_pd_list);
1853         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1854 }
1855
1856 /*
1857  * This function removes a protection domain to the global
1858  * protection domain list
1859  */
1860 static void del_domain_from_list(struct protection_domain *domain)
1861 {
1862         unsigned long flags;
1863
1864         spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1865         list_del(&domain->list);
1866         spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
1867 }
1868
1869 static u16 domain_id_alloc(void)
1870 {
1871         unsigned long flags;
1872         int id;
1873
1874         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1875         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
1876         BUG_ON(id == 0);
1877         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1878                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1879         else
1880                 id = 0;
1881         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1882
1883         return id;
1884 }
1885
1886 static void domain_id_free(int id)
1887 {
1888         unsigned long flags;
1889
1890         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1891         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
1892                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
1893         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1894 }
1895
1896 static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
1897 {
1898         int i, j;
1899         u64 *p1, *p2, *p3;
1900
1901         p1 = domain->pt_root;
1902
1903         if (!p1)
1904                 return;
1905
1906         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1907                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(p1[i]))
1908                         continue;
1909
1910                 p2 = IOMMU_PTE_PAGE(p1[i]);
1911                 for (j = 0; j < 512; ++j) {
1912                         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(p2[j]))
1913                                 continue;
1914                         p3 = IOMMU_PTE_PAGE(p2[j]);
1915                         free_page((unsigned long)p3);
1916                 }
1917
1918                 free_page((unsigned long)p2);
1919         }
1920
1921         free_page((unsigned long)p1);
1922
1923         domain->pt_root = NULL;
1924 }
1925
1926 static void free_gcr3_tbl_level1(u64 *tbl)
1927 {
1928         u64 *ptr;
1929         int i;
1930
1931         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1932                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1933                         continue;
1934
1935                 ptr = __va(tbl[i] & PAGE_MASK);
1936
1937                 free_page((unsigned long)ptr);
1938         }
1939 }
1940
1941 static void free_gcr3_tbl_level2(u64 *tbl)
1942 {
1943         u64 *ptr;
1944         int i;
1945
1946         for (i = 0; i < 512; ++i) {
1947                 if (!(tbl[i] & GCR3_VALID))
1948                         continue;
1949
1950                 ptr = __va(tbl[i] & PAGE_MASK);
1951
1952                 free_gcr3_tbl_level1(ptr);
1953         }
1954 }
1955
1956 static void free_gcr3_table(struct protection_domain *domain)
1957 {
1958         if (domain->glx == 2)
1959                 free_gcr3_tbl_level2(domain->gcr3_tbl);
1960         else if (domain->glx == 1)
1961                 free_gcr3_tbl_level1(domain->gcr3_tbl);
1962         else if (domain->glx != 0)
1963                 BUG();
1964
1965         free_page((unsigned long)domain->gcr3_tbl);
1966 }
1967
1968 /*
1969  * Free a domain, only used if something went wrong in the
1970  * allocation path and we need to free an already allocated page table
1971  */
1972 static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
1973 {
1974         int i;
1975
1976         if (!dom)
1977                 return;
1978
1979         del_domain_from_list(&dom->domain);
1980
1981         free_pagetable(&dom->domain);
1982
1983         for (i = 0; i < APERTURE_MAX_RANGES; ++i) {
1984                 if (!dom->aperture[i])
1985                         continue;
1986                 free_page((unsigned long)dom->aperture[i]->bitmap);
1987                 kfree(dom->aperture[i]);
1988         }
1989
1990         kfree(dom);
1991 }
1992
1993 /*
1994  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
1995  * It also initializes the page table and the address allocator data
1996  * structures required for the dma_ops interface
1997  */
1998 static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(void)
1999 {
2000         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2001
2002         dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
2003         if (!dma_dom)
2004                 return NULL;
2005
2006         spin_lock_init(&dma_dom->domain.lock);
2007
2008         dma_dom->domain.id = domain_id_alloc();
2009         if (dma_dom->domain.id == 0)
2010                 goto free_dma_dom;
2011         INIT_LIST_HEAD(&dma_dom->domain.dev_list);
2012         dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_2_LEVEL;
2013         dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
2014         dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
2015         dma_dom->domain.priv = dma_dom;
2016         if (!dma_dom->domain.pt_root)
2017                 goto free_dma_dom;
2018
2019         dma_dom->need_flush = false;
2020         dma_dom->target_dev = 0xffff;
2021
2022         add_domain_to_list(&dma_dom->domain);
2023
2024         if (alloc_new_range(dma_dom, true, GFP_KERNEL))
2025                 goto free_dma_dom;
2026
2027         /*
2028          * mark the first page as allocated so we never return 0 as
2029          * a valid dma-address. So we can use 0 as error value
2030          */
2031         dma_dom->aperture[0]->bitmap[0] = 1;
2032         dma_dom->next_address = 0;
2033
2034
2035         return dma_dom;
2036
2037 free_dma_dom:
2038         dma_ops_domain_free(dma_dom);
2039
2040         return NULL;
2041 }
2042
2043 /*
2044  * little helper function to check whether a given protection domain is a
2045  * dma_ops domain
2046  */
2047 static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
2048 {
2049         return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
2050 }
2051
2052 static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain, bool ats)
2053 {
2054         u64 pte_root = 0;
2055         u64 flags = 0;
2056
2057         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
2058                 pte_root = virt_to_phys(domain->pt_root);
2059
2060         pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
2061                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
2062         pte_root |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
2063
2064         flags = amd_iommu_dev_table[devid].data[1];
2065
2066         if (ats)
2067                 flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
2068
2069         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2070                 u64 gcr3 = __pa(domain->gcr3_tbl);
2071                 u64 glx  = domain->glx;
2072                 u64 tmp;
2073
2074                 pte_root |= DTE_FLAG_GV;
2075                 pte_root |= (glx & DTE_GLX_MASK) << DTE_GLX_SHIFT;
2076
2077                 /* First mask out possible old values for GCR3 table */
2078                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
2079                 flags    &= ~tmp;
2080
2081                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(~0ULL) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
2082                 flags    &= ~tmp;
2083
2084                 /* Encode GCR3 table into DTE */
2085                 tmp = DTE_GCR3_VAL_A(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_A;
2086                 pte_root |= tmp;
2087
2088                 tmp = DTE_GCR3_VAL_B(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_B;
2089                 flags    |= tmp;
2090
2091                 tmp = DTE_GCR3_VAL_C(gcr3) << DTE_GCR3_SHIFT_C;
2092                 flags    |= tmp;
2093         }
2094
2095         flags &= ~(0xffffUL);
2096         flags |= domain->id;
2097
2098         amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = flags;
2099         amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = pte_root;
2100 }
2101
2102 static void clear_dte_entry(u16 devid)
2103 {
2104         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
2105         amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
2106         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0;
2107
2108         amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
2109 }
2110
2111 static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
2112                       struct protection_domain *domain)
2113 {
2114         struct amd_iommu *iommu;
2115         bool ats;
2116
2117         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2118         ats   = dev_data->ats.enabled;
2119
2120         /* Update data structures */
2121         dev_data->domain = domain;
2122         list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
2123         set_dte_entry(dev_data->devid, domain, ats);
2124
2125         /* Do reference counting */
2126         domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
2127         domain->dev_cnt                 += 1;
2128
2129         /* Flush the DTE entry */
2130         device_flush_dte(dev_data);
2131 }
2132
2133 static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
2134 {
2135         struct amd_iommu *iommu;
2136
2137         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
2138
2139         /* decrease reference counters */
2140         dev_data->domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
2141         dev_data->domain->dev_cnt                 -= 1;
2142
2143         /* Update data structures */
2144         dev_data->domain = NULL;
2145         list_del(&dev_data->list);
2146         clear_dte_entry(dev_data->devid);
2147
2148         /* Flush the DTE entry */
2149         device_flush_dte(dev_data);
2150 }
2151
2152 /*
2153  * If a device is not yet associated with a domain, this function does
2154  * assigns it visible for the hardware
2155  */
2156 static int __attach_device(struct iommu_dev_data *dev_data,
2157                            struct protection_domain *domain)
2158 {
2159         int ret;
2160
2161         /* lock domain */
2162         spin_lock(&domain->lock);
2163
2164         if (dev_data->alias_data != NULL) {
2165                 struct iommu_dev_data *alias_data = dev_data->alias_data;
2166
2167                 /* Some sanity checks */
2168                 ret = -EBUSY;
2169                 if (alias_data->domain != NULL &&
2170                                 alias_data->domain != domain)
2171                         goto out_unlock;
2172
2173                 if (dev_data->domain != NULL &&
2174                                 dev_data->domain != domain)
2175                         goto out_unlock;
2176
2177                 /* Do real assignment */
2178                 if (alias_data->domain == NULL)
2179                         do_attach(alias_data, domain);
2180
2181                 atomic_inc(&alias_data->bind);
2182         }
2183
2184         if (dev_data->domain == NULL)
2185                 do_attach(dev_data, domain);
2186
2187         atomic_inc(&dev_data->bind);
2188
2189         ret = 0;
2190
2191 out_unlock:
2192
2193         /* ready */
2194         spin_unlock(&domain->lock);
2195
2196         return ret;
2197 }
2198
2199
2200 static void pdev_iommuv2_disable(struct pci_dev *pdev)
2201 {
2202         pci_disable_ats(pdev);
2203         pci_disable_pri(pdev);
2204         pci_disable_pasid(pdev);
2205 }
2206
2207 /* FIXME: Change generic reset-function to do the same */
2208 static int pri_reset_while_enabled(struct pci_dev *pdev)
2209 {
2210         u16 control;
2211         int pos;
2212
2213         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2214         if (!pos)
2215                 return -EINVAL;
2216
2217         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, &control);
2218         control |= PCI_PRI_CTRL_RESET;
2219         pci_write_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_CTRL, control);
2220
2221         return 0;
2222 }
2223
2224 static int pdev_iommuv2_enable(struct pci_dev *pdev)
2225 {
2226         bool reset_enable;
2227         int reqs, ret;
2228
2229         /* FIXME: Hardcode number of outstanding requests for now */
2230         reqs = 32;
2231         if (pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_LIMIT_REQ_ONE))
2232                 reqs = 1;
2233         reset_enable = pdev_pri_erratum(pdev, AMD_PRI_DEV_ERRATUM_ENABLE_RESET);
2234
2235         /* Only allow access to user-accessible pages */
2236         ret = pci_enable_pasid(pdev, 0);
2237         if (ret)
2238                 goto out_err;
2239
2240         /* First reset the PRI state of the device */
2241         ret = pci_reset_pri(pdev);
2242         if (ret)
2243                 goto out_err;
2244
2245         /* Enable PRI */
2246         ret = pci_enable_pri(pdev, reqs);
2247         if (ret)
2248                 goto out_err;
2249
2250         if (reset_enable) {
2251                 ret = pri_reset_while_enabled(pdev);
2252                 if (ret)
2253                         goto out_err;
2254         }
2255
2256         ret = pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
2257         if (ret)
2258                 goto out_err;
2259
2260         return 0;
2261
2262 out_err:
2263         pci_disable_pri(pdev);
2264         pci_disable_pasid(pdev);
2265
2266         return ret;
2267 }
2268
2269 /* FIXME: Move this to PCI code */
2270 #define PCI_PRI_TLP_OFF         (1 << 15)
2271
2272 static bool pci_pri_tlp_required(struct pci_dev *pdev)
2273 {
2274         u16 status;
2275         int pos;
2276
2277         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
2278         if (!pos)
2279                 return false;
2280
2281         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_PRI_STATUS, &status);
2282
2283         return (status & PCI_PRI_TLP_OFF) ? true : false;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * If a device is not yet associated with a domain, this function
2288  * assigns it visible for the hardware
2289  */
2290 static int attach_device(struct device *dev,
2291                          struct protection_domain *domain)
2292 {
2293         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
2294         struct iommu_dev_data *dev_data;
2295         unsigned long flags;
2296         int ret;
2297
2298         dev_data = get_dev_data(dev);
2299
2300         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK) {
2301                 if (!dev_data->iommu_v2 || !dev_data->passthrough)
2302                         return -EINVAL;
2303
2304                 if (pdev_iommuv2_enable(pdev) != 0)
2305                         return -EINVAL;
2306
2307                 dev_data->ats.enabled = true;
2308                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2309                 dev_data->pri_tlp     = pci_pri_tlp_required(pdev);
2310         } else if (amd_iommu_iotlb_sup &&
2311                    pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
2312                 dev_data->ats.enabled = true;
2313                 dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
2314         }
2315
2316         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2317         ret = __attach_device(dev_data, domain);
2318         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2319
2320         /*
2321          * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
2322          * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
2323          * here to evict all dirty stuff.
2324          */
2325         domain_flush_tlb_pde(domain);
2326
2327         return ret;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
2332  */
2333 static void __detach_device(struct iommu_dev_data *dev_data)
2334 {
2335         struct protection_domain *domain;
2336         unsigned long flags;
2337
2338         BUG_ON(!dev_data->domain);
2339
2340         domain = dev_data->domain;
2341
2342         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2343
2344         if (dev_data->alias_data != NULL) {
2345                 struct iommu_dev_data *alias_data = dev_data->alias_data;
2346
2347                 if (atomic_dec_and_test(&alias_data->bind))
2348                         do_detach(alias_data);
2349         }
2350
2351         if (atomic_dec_and_test(&dev_data->bind))
2352                 do_detach(dev_data);
2353
2354         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2355
2356         /*
2357          * If we run in passthrough mode the device must be assigned to the
2358          * passthrough domain if it is detached from any other domain.
2359          * Make sure we can deassign from the pt_domain itself.
2360          */
2361         if (dev_data->passthrough &&
2362             (dev_data->domain == NULL && domain != pt_domain))
2363                 __attach_device(dev_data, pt_domain);
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
2368  */
2369 static void detach_device(struct device *dev)
2370 {
2371         struct protection_domain *domain;
2372         struct iommu_dev_data *dev_data;
2373         unsigned long flags;
2374
2375         dev_data = get_dev_data(dev);
2376         domain   = dev_data->domain;
2377
2378         /* lock device table */
2379         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2380         __detach_device(dev_data);
2381         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2382
2383         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
2384                 pdev_iommuv2_disable(to_pci_dev(dev));
2385         else if (dev_data->ats.enabled)
2386                 pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
2387
2388         dev_data->ats.enabled = false;
2389 }
2390
2391 /*
2392  * Find out the protection domain structure for a given PCI device. This
2393  * will give us the pointer to the page table root for example.
2394  */
2395 static struct protection_domain *domain_for_device(struct device *dev)
2396 {
2397         struct iommu_dev_data *dev_data;
2398         struct protection_domain *dom = NULL;
2399         unsigned long flags;
2400
2401         dev_data   = get_dev_data(dev);
2402
2403         if (dev_data->domain)
2404                 return dev_data->domain;
2405
2406         if (dev_data->alias_data != NULL) {
2407                 struct iommu_dev_data *alias_data = dev_data->alias_data;
2408
2409                 read_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2410                 if (alias_data->domain != NULL) {
2411                         __attach_device(dev_data, alias_data->domain);
2412                         dom = alias_data->domain;
2413                 }
2414                 read_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
2415         }
2416
2417         return dom;
2418 }
2419
2420 static int device_change_notifier(struct notifier_block *nb,
2421                                   unsigned long action, void *data)
2422 {
2423         struct dma_ops_domain *dma_domain;
2424         struct protection_domain *domain;
2425         struct iommu_dev_data *dev_data;
2426         struct device *dev = data;
2427         struct amd_iommu *iommu;
2428         unsigned long flags;
2429         u16 devid;
2430
2431         if (!check_device(dev))
2432                 return 0;
2433
2434         devid    = get_device_id(dev);
2435         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2436         dev_data = get_dev_data(dev);
2437
2438         switch (action) {
2439         case BUS_NOTIFY_UNBOUND_DRIVER:
2440
2441                 domain = domain_for_device(dev);
2442
2443                 if (!domain)
2444                         goto out;
2445                 if (dev_data->passthrough)
2446                         break;
2447                 detach_device(dev);
2448                 break;
2449         case BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE:
2450
2451                 iommu_init_device(dev);
2452
2453                 /*
2454                  * dev_data is still NULL and
2455                  * got initialized in iommu_init_device
2456                  */
2457                 dev_data = get_dev_data(dev);
2458
2459                 if (iommu_pass_through || dev_data->iommu_v2) {
2460                         dev_data->passthrough = true;
2461                         attach_device(dev, pt_domain);
2462                         break;
2463                 }
2464
2465                 domain = domain_for_device(dev);
2466
2467                 /* allocate a protection domain if a device is added */
2468                 dma_domain = find_protection_domain(devid);
2469                 if (!dma_domain) {
2470                         dma_domain = dma_ops_domain_alloc();
2471                         if (!dma_domain)
2472                                 goto out;
2473                         dma_domain->target_dev = devid;
2474
2475                         spin_lock_irqsave(&iommu_pd_list_lock, flags);
2476                         list_add_tail(&dma_domain->list, &iommu_pd_list);
2477                         spin_unlock_irqrestore(&iommu_pd_list_lock, flags);
2478                 }
2479
2480                 dev->archdata.dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
2481
2482                 break;
2483         case BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE:
2484
2485                 iommu_uninit_device(dev);
2486
2487         default:
2488                 goto out;
2489         }
2490
2491         iommu_completion_wait(iommu);
2492
2493 out:
2494         return 0;
2495 }
2496
2497 static struct notifier_block device_nb = {
2498         .notifier_call = device_change_notifier,
2499 };
2500
2501 void amd_iommu_init_notifier(void)
2502 {
2503         bus_register_notifier(&pci_bus_type, &device_nb);
2504 }
2505
2506 /*****************************************************************************
2507  *
2508  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
2509  *
2510  *****************************************************************************/
2511
2512 /*
2513  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
2514  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
2515  * requestor id for a given device.
2516  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
2517  * in this function.
2518  */
2519 static struct protection_domain *get_domain(struct device *dev)
2520 {
2521         struct protection_domain *domain;
2522         struct dma_ops_domain *dma_dom;
2523         u16 devid = get_device_id(dev);
2524
2525         if (!check_device(dev))
2526                 return ERR_PTR(-EINVAL);
2527
2528         domain = domain_for_device(dev);
2529         if (domain != NULL && !dma_ops_domain(domain))
2530                 return ERR_PTR(-EBUSY);
2531
2532         if (domain != NULL)
2533                 return domain;
2534
2535         /* Device not bound yet - bind it */
2536         dma_dom = find_protection_domain(devid);
2537         if (!dma_dom)
2538                 dma_dom = amd_iommu_rlookup_table[devid]->default_dom;
2539         attach_device(dev, &dma_dom->domain);
2540         DUMP_printk("Using protection domain %d for device %s\n",
2541                     dma_dom->domain.id, dev_name(dev));
2542
2543         return &dma_dom->domain;
2544 }
2545
2546 static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
2547 {
2548         struct iommu_dev_data *dev_data;
2549
2550         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
2551                 set_dte_entry(dev_data->devid, domain, dev_data->ats.enabled);
2552 }
2553
2554 static void update_domain(struct protection_domain *domain)
2555 {
2556         if (!domain->updated)
2557                 return;
2558
2559         update_device_table(domain);
2560
2561         domain_flush_devices(domain);
2562         domain_flush_tlb_pde(domain);
2563
2564         domain->updated = false;
2565 }
2566
2567 /*
2568  * This function fetches the PTE for a given address in the aperture
2569  */
2570 static u64* dma_ops_get_pte(struct dma_ops_domain *dom,
2571                             unsigned long address)
2572 {
2573         struct aperture_range *aperture;
2574         u64 *pte, *pte_page;
2575
2576         aperture = dom->aperture[APERTURE_RANGE_INDEX(address)];
2577         if (!aperture)
2578                 return NULL;
2579
2580         pte = aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)];
2581         if (!pte) {
2582                 pte = alloc_pte(&dom->domain, address, PAGE_SIZE, &pte_page,
2583                                 GFP_ATOMIC);
2584                 aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)] = pte_page;
2585         } else
2586                 pte += PM_LEVEL_INDEX(0, address);
2587
2588         update_domain(&dom->domain);
2589
2590         return pte;
2591 }
2592
2593 /*
2594  * This is the generic map function. It maps one 4kb page at paddr to
2595  * the given address in the DMA address space for the domain.
2596  */
2597 static dma_addr_t dma_ops_domain_map(struct dma_ops_domain *dom,
2598                                      unsigned long address,
2599                                      phys_addr_t paddr,
2600                                      int direction)
2601 {
2602         u64 *pte, __pte;
2603
2604         WARN_ON(address > dom->aperture_size);
2605
2606         paddr &= PAGE_MASK;
2607
2608         pte  = dma_ops_get_pte(dom, address);
2609         if (!pte)
2610                 return DMA_ERROR_CODE;
2611
2612         __pte = paddr | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
2613
2614         if (direction == DMA_TO_DEVICE)
2615                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
2616         else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
2617                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
2618         else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
2619                 __pte |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW;
2620
2621         WARN_ON(*pte);
2622
2623         *pte = __pte;
2624
2625         return (dma_addr_t)address;
2626 }
2627
2628 /*
2629  * The generic unmapping function for on page in the DMA address space.
2630  */
2631 static void dma_ops_domain_unmap(struct dma_ops_domain *dom,
2632                                  unsigned long address)
2633 {
2634         struct aperture_range *aperture;
2635         u64 *pte;
2636
2637         if (address >= dom->aperture_size)
2638                 return;
2639
2640         aperture = dom->aperture[APERTURE_RANGE_INDEX(address)];
2641         if (!aperture)
2642                 return;
2643
2644         pte  = aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)];
2645         if (!pte)
2646                 return;
2647
2648         pte += PM_LEVEL_INDEX(0, address);
2649
2650         WARN_ON(!*pte);
2651
2652         *pte = 0ULL;
2653 }
2654
2655 /*
2656  * This function contains common code for mapping of a physically
2657  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
2658  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
2659  * Must be called with the domain lock held.
2660  */
2661 static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
2662                                struct dma_ops_domain *dma_dom,
2663                                phys_addr_t paddr,
2664                                size_t size,
2665                                int dir,
2666                                bool align,
2667                                u64 dma_mask)
2668 {
2669         dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
2670         dma_addr_t address, start, ret;
2671         unsigned int pages;
2672         unsigned long align_mask = 0;
2673         int i;
2674
2675         pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
2676         paddr &= PAGE_MASK;
2677
2678         INC_STATS_COUNTER(total_map_requests);
2679
2680         if (pages > 1)
2681                 INC_STATS_COUNTER(cross_page);
2682
2683         if (align)
2684                 align_mask = (1UL << get_order(size)) - 1;
2685
2686 retry:
2687         address = dma_ops_alloc_addresses(dev, dma_dom, pages, align_mask,
2688                                           dma_mask);
2689         if (unlikely(address == DMA_ERROR_CODE)) {
2690                 /*
2691                  * setting next_address here will let the address
2692                  * allocator only scan the new allocated range in the
2693                  * first run. This is a small optimization.
2694                  */
2695                 dma_dom->next_address = dma_dom->aperture_size;
2696
2697                 if (alloc_new_range(dma_dom, false, GFP_ATOMIC))
2698                         goto out;
2699
2700                 /*
2701                  * aperture was successfully enlarged by 128 MB, try
2702                  * allocation again
2703                  */
2704                 goto retry;
2705         }
2706
2707         start = address;
2708         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2709                 ret = dma_ops_domain_map(dma_dom, start, paddr, dir);
2710                 if (ret == DMA_ERROR_CODE)
2711                         goto out_unmap;
2712
2713                 paddr += PAGE_SIZE;
2714                 start += PAGE_SIZE;
2715         }
2716         address += offset;
2717
2718         ADD_STATS_COUNTER(alloced_io_mem, size);
2719
2720         if (unlikely(dma_dom->need_flush && !amd_iommu_unmap_flush)) {
2721                 domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
2722                 dma_dom->need_flush = false;
2723         } else if (unlikely(amd_iommu_np_cache))
2724                 domain_flush_pages(&dma_dom->domain, address, size);
2725
2726 out:
2727         return address;
2728
2729 out_unmap:
2730
2731         for (--i; i >= 0; --i) {
2732                 start -= PAGE_SIZE;
2733                 dma_ops_domain_unmap(dma_dom, start);
2734         }
2735
2736         dma_ops_free_addresses(dma_dom, address, pages);
2737
2738         return DMA_ERROR_CODE;
2739 }
2740
2741 /*
2742  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
2743  * the domain lock held too
2744  */
2745 static void __unmap_single(struct dma_ops_domain *dma_dom,
2746                            dma_addr_t dma_addr,
2747                            size_t size,
2748                            int dir)
2749 {
2750         dma_addr_t flush_addr;
2751         dma_addr_t i, start;
2752         unsigned int pages;
2753
2754         if ((dma_addr == DMA_ERROR_CODE) ||
2755             (dma_addr + size > dma_dom->aperture_size))
2756                 return;
2757
2758         flush_addr = dma_addr;
2759         pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
2760         dma_addr &= PAGE_MASK;
2761         start = dma_addr;
2762
2763         for (i = 0; i < pages; ++i) {
2764                 dma_ops_domain_unmap(dma_dom, start);
2765                 start += PAGE_SIZE;
2766         }
2767
2768         SUB_STATS_COUNTER(alloced_io_mem, size);
2769
2770         dma_ops_free_addresses(dma_dom, dma_addr, pages);
2771
2772         if (amd_iommu_unmap_flush || dma_dom->need_flush) {
2773                 domain_flush_pages(&dma_dom->domain, flush_addr, size);
2774                 dma_dom->need_flush = false;
2775         }
2776 }
2777
2778 /*
2779  * The exported map_single function for dma_ops.
2780  */
2781 static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
2782                            unsigned long offset, size_t size,
2783                            enum dma_data_direction dir,
2784                            struct dma_attrs *attrs)
2785 {
2786         unsigned long flags;
2787         struct protection_domain *domain;
2788         dma_addr_t addr;
2789         u64 dma_mask;
2790         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
2791
2792         INC_STATS_COUNTER(cnt_map_single);
2793
2794         domain = get_domain(dev);
2795         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
2796                 return (dma_addr_t)paddr;
2797         else if (IS_ERR(domain))
2798                 return DMA_ERROR_CODE;
2799
2800         dma_mask = *dev->dma_mask;
2801
2802         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2803
2804         addr = __map_single(dev, domain->priv, paddr, size, dir, false,
2805                             dma_mask);
2806         if (addr == DMA_ERROR_CODE)
2807                 goto out;
2808
2809         domain_flush_complete(domain);
2810
2811 out:
2812         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2813
2814         return addr;
2815 }
2816
2817 /*
2818  * The exported unmap_single function for dma_ops.
2819  */
2820 static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
2821                        enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
2822 {
2823         unsigned long flags;
2824         struct protection_domain *domain;
2825
2826         INC_STATS_COUNTER(cnt_unmap_single);
2827
2828         domain = get_domain(dev);
2829         if (IS_ERR(domain))
2830                 return;
2831
2832         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2833
2834         __unmap_single(domain->priv, dma_addr, size, dir);
2835
2836         domain_flush_complete(domain);
2837
2838         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2839 }
2840
2841 /*
2842  * This is a special map_sg function which is used if we should map a
2843  * device which is not handled by an AMD IOMMU in the system.
2844  */
2845 static int map_sg_no_iommu(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2846                            int nelems, int dir)
2847 {
2848         struct scatterlist *s;
2849         int i;
2850
2851         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2852                 s->dma_address = (dma_addr_t)sg_phys(s);
2853                 s->dma_length  = s->length;
2854         }
2855
2856         return nelems;
2857 }
2858
2859 /*
2860  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2861  * lists).
2862  */
2863 static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2864                   int nelems, enum dma_data_direction dir,
2865                   struct dma_attrs *attrs)
2866 {
2867         unsigned long flags;
2868         struct protection_domain *domain;
2869         int i;
2870         struct scatterlist *s;
2871         phys_addr_t paddr;
2872         int mapped_elems = 0;
2873         u64 dma_mask;
2874
2875         INC_STATS_COUNTER(cnt_map_sg);
2876
2877         domain = get_domain(dev);
2878         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
2879                 return map_sg_no_iommu(dev, sglist, nelems, dir);
2880         else if (IS_ERR(domain))
2881                 return 0;
2882
2883         dma_mask = *dev->dma_mask;
2884
2885         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2886
2887         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2888                 paddr = sg_phys(s);
2889
2890                 s->dma_address = __map_single(dev, domain->priv,
2891                                               paddr, s->length, dir, false,
2892                                               dma_mask);
2893
2894                 if (s->dma_address) {
2895                         s->dma_length = s->length;
2896                         mapped_elems++;
2897                 } else
2898                         goto unmap;
2899         }
2900
2901         domain_flush_complete(domain);
2902
2903 out:
2904         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2905
2906         return mapped_elems;
2907 unmap:
2908         for_each_sg(sglist, s, mapped_elems, i) {
2909                 if (s->dma_address)
2910                         __unmap_single(domain->priv, s->dma_address,
2911                                        s->dma_length, dir);
2912                 s->dma_address = s->dma_length = 0;
2913         }
2914
2915         mapped_elems = 0;
2916
2917         goto out;
2918 }
2919
2920 /*
2921  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
2922  * lists).
2923  */
2924 static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
2925                      int nelems, enum dma_data_direction dir,
2926                      struct dma_attrs *attrs)
2927 {
2928         unsigned long flags;
2929         struct protection_domain *domain;
2930         struct scatterlist *s;
2931         int i;
2932
2933         INC_STATS_COUNTER(cnt_unmap_sg);
2934
2935         domain = get_domain(dev);
2936         if (IS_ERR(domain))
2937                 return;
2938
2939         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2940
2941         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
2942                 __unmap_single(domain->priv, s->dma_address,
2943                                s->dma_length, dir);
2944                 s->dma_address = s->dma_length = 0;
2945         }
2946
2947         domain_flush_complete(domain);
2948
2949         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2950 }
2951
2952 /*
2953  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
2954  */
2955 static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
2956                             dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag,
2957                             struct dma_attrs *attrs)
2958 {
2959         unsigned long flags;
2960         void *virt_addr;
2961         struct protection_domain *domain;
2962         phys_addr_t paddr;
2963         u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
2964
2965         INC_STATS_COUNTER(cnt_alloc_coherent);
2966
2967         domain = get_domain(dev);
2968         if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL) {
2969                 virt_addr = (void *)__get_free_pages(flag, get_order(size));
2970                 *dma_addr = __pa(virt_addr);
2971                 return virt_addr;
2972         } else if (IS_ERR(domain))
2973                 return NULL;
2974
2975         dma_mask  = dev->coherent_dma_mask;
2976         flag     &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
2977         flag     |= __GFP_ZERO;
2978
2979         virt_addr = (void *)__get_free_pages(flag, get_order(size));
2980         if (!virt_addr)
2981                 return NULL;
2982
2983         paddr = virt_to_phys(virt_addr);
2984
2985         if (!dma_mask)
2986                 dma_mask = *dev->dma_mask;
2987
2988         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
2989
2990         *dma_addr = __map_single(dev, domain->priv, paddr,
2991                                  size, DMA_BIDIRECTIONAL, true, dma_mask);
2992
2993         if (*dma_addr == DMA_ERROR_CODE) {
2994                 spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
2995                 goto out_free;
2996         }
2997
2998         domain_flush_complete(domain);
2999
3000         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3001
3002         return virt_addr;
3003
3004 out_free:
3005
3006         free_pages((unsigned long)virt_addr, get_order(size));
3007
3008         return NULL;
3009 }
3010
3011 /*
3012  * The exported free_coherent function for dma_ops.
3013  */
3014 static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
3015                           void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr,
3016                           struct dma_attrs *attrs)
3017 {
3018         unsigned long flags;
3019         struct protection_domain *domain;
3020
3021         INC_STATS_COUNTER(cnt_free_coherent);
3022
3023         domain = get_domain(dev);
3024         if (IS_ERR(domain))
3025                 goto free_mem;
3026
3027         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3028
3029         __unmap_single(domain->priv, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
3030
3031         domain_flush_complete(domain);
3032
3033         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3034
3035 free_mem:
3036         free_pages((unsigned long)virt_addr, get_order(size));
3037 }
3038
3039 /*
3040  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
3041  * particular device. It is part of the dma_ops.
3042  */
3043 static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
3044 {
3045         return check_device(dev);
3046 }
3047
3048 /*
3049  * The function for pre-allocating protection domains.
3050  *
3051  * If the driver core informs the DMA layer if a driver grabs a device
3052  * we don't need to preallocate the protection domains anymore.
3053  * For now we have to.
3054  */
3055 static void __init prealloc_protection_domains(void)
3056 {
3057         struct iommu_dev_data *dev_data;
3058         struct dma_ops_domain *dma_dom;
3059         struct pci_dev *dev = NULL;
3060         u16 devid;
3061
3062         for_each_pci_dev(dev) {
3063
3064                 /* Do we handle this device? */
3065                 if (!check_device(&dev->dev))
3066                         continue;
3067
3068                 dev_data = get_dev_data(&dev->dev);
3069                 if (!amd_iommu_force_isolation && dev_data->iommu_v2) {
3070                         /* Make sure passthrough domain is allocated */
3071                         alloc_passthrough_domain();
3072                         dev_data->passthrough = true;
3073                         attach_device(&dev->dev, pt_domain);
3074                         pr_info("AMD-Vi: Using passthrough domain for device %s\n",
3075                                 dev_name(&dev->dev));
3076                 }
3077
3078                 /* Is there already any domain for it? */
3079                 if (domain_for_device(&dev->dev))
3080                         continue;
3081
3082                 devid = get_device_id(&dev->dev);
3083
3084                 dma_dom = dma_ops_domain_alloc();
3085                 if (!dma_dom)
3086                         continue;
3087                 init_unity_mappings_for_device(dma_dom, devid);
3088                 dma_dom->target_dev = devid;
3089
3090                 attach_device(&dev->dev, &dma_dom->domain);
3091
3092                 list_add_tail(&dma_dom->list, &iommu_pd_list);
3093         }
3094 }
3095
3096 static struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
3097         .alloc = alloc_coherent,
3098         .free = free_coherent,
3099         .map_page = map_page,
3100         .unmap_page = unmap_page,
3101         .map_sg = map_sg,
3102         .unmap_sg = unmap_sg,
3103         .dma_supported = amd_iommu_dma_supported,
3104 };
3105
3106 static unsigned device_dma_ops_init(void)
3107 {
3108         struct iommu_dev_data *dev_data;
3109         struct pci_dev *pdev = NULL;
3110         unsigned unhandled = 0;
3111
3112         for_each_pci_dev(pdev) {
3113                 if (!check_device(&pdev->dev)) {
3114
3115                         iommu_ignore_device(&pdev->dev);
3116
3117                         unhandled += 1;
3118                         continue;
3119                 }
3120
3121                 dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3122
3123                 if (!dev_data->passthrough)
3124                         pdev->dev.archdata.dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
3125                 else
3126                         pdev->dev.archdata.dma_ops = &nommu_dma_ops;
3127         }
3128
3129         return unhandled;
3130 }
3131
3132 /*
3133  * The function which clues the AMD IOMMU driver into dma_ops.
3134  */
3135
3136 void __init amd_iommu_init_api(void)
3137 {
3138         bus_set_iommu(&pci_bus_type, &amd_iommu_ops);
3139 }
3140
3141 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
3142 {
3143         struct amd_iommu *iommu;
3144         int ret, unhandled;
3145
3146         /*
3147          * first allocate a default protection domain for every IOMMU we
3148          * found in the system. Devices not assigned to any other
3149          * protection domain will be assigned to the default one.
3150          */
3151         for_each_iommu(iommu) {
3152                 iommu->default_dom = dma_ops_domain_alloc();
3153                 if (iommu->default_dom == NULL)
3154                         return -ENOMEM;
3155                 iommu->default_dom->domain.flags |= PD_DEFAULT_MASK;
3156                 ret = iommu_init_unity_mappings(iommu);
3157                 if (ret)
3158                         goto free_domains;
3159         }
3160
3161         /*
3162          * Pre-allocate the protection domains for each device.
3163          */
3164         prealloc_protection_domains();
3165
3166         iommu_detected = 1;
3167         swiotlb = 0;
3168
3169         /* Make the driver finally visible to the drivers */
3170         unhandled = device_dma_ops_init();
3171         if (unhandled && max_pfn > MAX_DMA32_PFN) {
3172                 /* There are unhandled devices - initialize swiotlb for them */
3173                 swiotlb = 1;
3174         }
3175
3176         amd_iommu_stats_init();
3177
3178         if (amd_iommu_unmap_flush)
3179                 pr_info("AMD-Vi: IO/TLB flush on unmap enabled\n");
3180         else
3181                 pr_info("AMD-Vi: Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
3182
3183         return 0;
3184
3185 free_domains:
3186
3187         for_each_iommu(iommu) {
3188                 dma_ops_domain_free(iommu->default_dom);
3189         }
3190
3191         return ret;
3192 }
3193
3194 /*****************************************************************************
3195  *
3196  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
3197  *
3198  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
3199  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
3200  * which is not possible with the dma_ops interface.
3201  *
3202  *****************************************************************************/
3203
3204 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
3205 {
3206         struct iommu_dev_data *dev_data, *next;
3207         unsigned long flags;
3208
3209         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3210
3211         list_for_each_entry_safe(dev_data, next, &domain->dev_list, list) {
3212                 __detach_device(dev_data);
3213                 atomic_set(&dev_data->bind, 0);
3214         }
3215
3216         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3217 }
3218
3219 static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
3220 {
3221         if (!domain)
3222                 return;
3223
3224         del_domain_from_list(domain);
3225
3226         if (domain->id)
3227                 domain_id_free(domain->id);
3228
3229         kfree(domain);
3230 }
3231
3232 static struct protection_domain *protection_domain_alloc(void)
3233 {
3234         struct protection_domain *domain;
3235
3236         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
3237         if (!domain)
3238                 return NULL;
3239
3240         spin_lock_init(&domain->lock);
3241         mutex_init(&domain->api_lock);
3242         domain->id = domain_id_alloc();
3243         if (!domain->id)
3244                 goto out_err;
3245         INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
3246
3247         add_domain_to_list(domain);
3248
3249         return domain;
3250
3251 out_err:
3252         kfree(domain);
3253
3254         return NULL;
3255 }
3256
3257 static int __init alloc_passthrough_domain(void)
3258 {
3259         if (pt_domain != NULL)
3260                 return 0;
3261
3262         /* allocate passthrough domain */
3263         pt_domain = protection_domain_alloc();
3264         if (!pt_domain)
3265                 return -ENOMEM;
3266
3267         pt_domain->mode = PAGE_MODE_NONE;
3268
3269         return 0;
3270 }
3271 static int amd_iommu_domain_init(struct iommu_domain *dom)
3272 {
3273         struct protection_domain *domain;
3274
3275         domain = protection_domain_alloc();
3276         if (!domain)
3277                 goto out_free;
3278
3279         domain->mode    = PAGE_MODE_3_LEVEL;
3280         domain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
3281         if (!domain->pt_root)
3282                 goto out_free;
3283
3284         domain->iommu_domain = dom;
3285
3286         dom->priv = domain;
3287
3288         dom->geometry.aperture_start = 0;
3289         dom->geometry.aperture_end   = ~0ULL;
3290         dom->geometry.force_aperture = true;
3291
3292         return 0;
3293
3294 out_free:
3295         protection_domain_free(domain);
3296
3297         return -ENOMEM;
3298 }
3299
3300 static void amd_iommu_domain_destroy(struct iommu_domain *dom)
3301 {
3302         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3303
3304         if (!domain)
3305                 return;
3306
3307         if (domain->dev_cnt > 0)
3308                 cleanup_domain(domain);
3309
3310         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
3311
3312         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3313                 free_pagetable(domain);
3314
3315         if (domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3316                 free_gcr3_table(domain);
3317
3318         protection_domain_free(domain);
3319
3320         dom->priv = NULL;
3321 }
3322
3323 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
3324                                     struct device *dev)
3325 {
3326         struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
3327         struct amd_iommu *iommu;
3328         u16 devid;
3329
3330         if (!check_device(dev))
3331                 return;
3332
3333         devid = get_device_id(dev);
3334
3335         if (dev_data->domain != NULL)
3336                 detach_device(dev);
3337
3338         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3339         if (!iommu)
3340                 return;
3341
3342         iommu_completion_wait(iommu);
3343 }
3344
3345 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
3346                                    struct device *dev)
3347 {
3348         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3349         struct iommu_dev_data *dev_data;
3350         struct amd_iommu *iommu;
3351         int ret;
3352
3353         if (!check_device(dev))
3354                 return -EINVAL;
3355
3356         dev_data = dev->archdata.iommu;
3357
3358         iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3359         if (!iommu)
3360                 return -EINVAL;
3361
3362         if (dev_data->domain)
3363                 detach_device(dev);
3364
3365         ret = attach_device(dev, domain);
3366
3367         iommu_completion_wait(iommu);
3368
3369         return ret;
3370 }
3371
3372 static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3373                          phys_addr_t paddr, size_t page_size, int iommu_prot)
3374 {
3375         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3376         int prot = 0;
3377         int ret;
3378
3379         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3380                 return -EINVAL;
3381
3382         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
3383                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
3384         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
3385                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
3386
3387         mutex_lock(&domain->api_lock);
3388         ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, prot, page_size);
3389         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3390
3391         return ret;
3392 }
3393
3394 static size_t amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
3395                            size_t page_size)
3396 {
3397         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3398         size_t unmap_size;
3399
3400         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3401                 return -EINVAL;
3402
3403         mutex_lock(&domain->api_lock);
3404         unmap_size = iommu_unmap_page(domain, iova, page_size);
3405         mutex_unlock(&domain->api_lock);
3406
3407         domain_flush_tlb_pde(domain);
3408
3409         return unmap_size;
3410 }
3411
3412 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
3413                                           unsigned long iova)
3414 {
3415         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3416         unsigned long offset_mask;
3417         phys_addr_t paddr;
3418         u64 *pte, __pte;
3419
3420         if (domain->mode == PAGE_MODE_NONE)
3421                 return iova;
3422
3423         pte = fetch_pte(domain, iova);
3424
3425         if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
3426                 return 0;
3427
3428         if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0)
3429                 offset_mask = PAGE_SIZE - 1;
3430         else
3431                 offset_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte) - 1;
3432
3433         __pte = *pte & PM_ADDR_MASK;
3434         paddr = (__pte & ~offset_mask) | (iova & offset_mask);
3435
3436         return paddr;
3437 }
3438
3439 static int amd_iommu_domain_has_cap(struct iommu_domain *domain,
3440                                     unsigned long cap)
3441 {
3442         switch (cap) {
3443         case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
3444                 return 1;
3445         case IOMMU_CAP_INTR_REMAP:
3446                 return irq_remapping_enabled;
3447         }
3448
3449         return 0;
3450 }
3451
3452 static struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
3453         .domain_init = amd_iommu_domain_init,
3454         .domain_destroy = amd_iommu_domain_destroy,
3455         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
3456         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
3457         .map = amd_iommu_map,
3458         .unmap = amd_iommu_unmap,
3459         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
3460         .domain_has_cap = amd_iommu_domain_has_cap,
3461         .pgsize_bitmap  = AMD_IOMMU_PGSIZES,
3462 };
3463
3464 /*****************************************************************************
3465  *
3466  * The next functions do a basic initialization of IOMMU for pass through
3467  * mode
3468  *
3469  * In passthrough mode the IOMMU is initialized and enabled but not used for
3470  * DMA-API translation.
3471  *
3472  *****************************************************************************/
3473
3474 int __init amd_iommu_init_passthrough(void)
3475 {
3476         struct iommu_dev_data *dev_data;
3477         struct pci_dev *dev = NULL;
3478         struct amd_iommu *iommu;
3479         u16 devid;
3480         int ret;
3481
3482         ret = alloc_passthrough_domain();
3483         if (ret)
3484                 return ret;
3485
3486         for_each_pci_dev(dev) {
3487                 if (!check_device(&dev->dev))
3488                         continue;
3489
3490                 dev_data = get_dev_data(&dev->dev);
3491                 dev_data->passthrough = true;
3492
3493                 devid = get_device_id(&dev->dev);
3494
3495                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3496                 if (!iommu)
3497                         continue;
3498
3499                 attach_device(&dev->dev, pt_domain);
3500         }
3501
3502         amd_iommu_stats_init();
3503
3504         pr_info("AMD-Vi: Initialized for Passthrough Mode\n");
3505
3506         return 0;
3507 }
3508
3509 /* IOMMUv2 specific functions */
3510 int amd_iommu_register_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3511 {
3512         return atomic_notifier_chain_register(&ppr_notifier, nb);
3513 }
3514 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_register_ppr_notifier);
3515
3516 int amd_iommu_unregister_ppr_notifier(struct notifier_block *nb)
3517 {
3518         return atomic_notifier_chain_unregister(&ppr_notifier, nb);
3519 }
3520 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_unregister_ppr_notifier);
3521
3522 void amd_iommu_domain_direct_map(struct iommu_domain *dom)
3523 {
3524         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3525         unsigned long flags;
3526
3527         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3528
3529         /* Update data structure */
3530         domain->mode    = PAGE_MODE_NONE;
3531         domain->updated = true;
3532
3533         /* Make changes visible to IOMMUs */
3534         update_domain(domain);
3535
3536         /* Page-table is not visible to IOMMU anymore, so free it */
3537         free_pagetable(domain);
3538
3539         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3540 }
3541 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_direct_map);
3542
3543 int amd_iommu_domain_enable_v2(struct iommu_domain *dom, int pasids)
3544 {
3545         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3546         unsigned long flags;
3547         int levels, ret;
3548
3549         if (pasids <= 0 || pasids > (PASID_MASK + 1))
3550                 return -EINVAL;
3551
3552         /* Number of GCR3 table levels required */
3553         for (levels = 0; (pasids - 1) & ~0x1ff; pasids >>= 9)
3554                 levels += 1;
3555
3556         if (levels > amd_iommu_max_glx_val)
3557                 return -EINVAL;
3558
3559         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3560
3561         /*
3562          * Save us all sanity checks whether devices already in the
3563          * domain support IOMMUv2. Just force that the domain has no
3564          * devices attached when it is switched into IOMMUv2 mode.
3565          */
3566         ret = -EBUSY;
3567         if (domain->dev_cnt > 0 || domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK)
3568                 goto out;
3569
3570         ret = -ENOMEM;
3571         domain->gcr3_tbl = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3572         if (domain->gcr3_tbl == NULL)
3573                 goto out;
3574
3575         domain->glx      = levels;
3576         domain->flags   |= PD_IOMMUV2_MASK;
3577         domain->updated  = true;
3578
3579         update_domain(domain);
3580
3581         ret = 0;
3582
3583 out:
3584         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3585
3586         return ret;
3587 }
3588 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_enable_v2);
3589
3590 static int __flush_pasid(struct protection_domain *domain, int pasid,
3591                          u64 address, bool size)
3592 {
3593         struct iommu_dev_data *dev_data;
3594         struct iommu_cmd cmd;
3595         int i, ret;
3596
3597         if (!(domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3598                 return -EINVAL;
3599
3600         build_inv_iommu_pasid(&cmd, domain->id, pasid, address, size);
3601
3602         /*
3603          * IOMMU TLB needs to be flushed before Device TLB to
3604          * prevent device TLB refill from IOMMU TLB
3605          */
3606         for (i = 0; i < amd_iommus_present; ++i) {
3607                 if (domain->dev_iommu[i] == 0)
3608                         continue;
3609
3610                 ret = iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
3611                 if (ret != 0)
3612                         goto out;
3613         }
3614
3615         /* Wait until IOMMU TLB flushes are complete */
3616         domain_flush_complete(domain);
3617
3618         /* Now flush device TLBs */
3619         list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
3620                 struct amd_iommu *iommu;
3621                 int qdep;
3622
3623                 BUG_ON(!dev_data->ats.enabled);
3624
3625                 qdep  = dev_data->ats.qdep;
3626                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3627
3628                 build_inv_iotlb_pasid(&cmd, dev_data->devid, pasid,
3629                                       qdep, address, size);
3630
3631                 ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3632                 if (ret != 0)
3633                         goto out;
3634         }
3635
3636         /* Wait until all device TLBs are flushed */
3637         domain_flush_complete(domain);
3638
3639         ret = 0;
3640
3641 out:
3642
3643         return ret;
3644 }
3645
3646 static int __amd_iommu_flush_page(struct protection_domain *domain, int pasid,
3647                                   u64 address)
3648 {
3649         INC_STATS_COUNTER(invalidate_iotlb);
3650
3651         return __flush_pasid(domain, pasid, address, false);
3652 }
3653
3654 int amd_iommu_flush_page(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3655                          u64 address)
3656 {
3657         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3658         unsigned long flags;
3659         int ret;
3660
3661         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3662         ret = __amd_iommu_flush_page(domain, pasid, address);
3663         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3664
3665         return ret;
3666 }
3667 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_page);
3668
3669 static int __amd_iommu_flush_tlb(struct protection_domain *domain, int pasid)
3670 {
3671         INC_STATS_COUNTER(invalidate_iotlb_all);
3672
3673         return __flush_pasid(domain, pasid, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
3674                              true);
3675 }
3676
3677 int amd_iommu_flush_tlb(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3678 {
3679         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3680         unsigned long flags;
3681         int ret;
3682
3683         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3684         ret = __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3685         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3686
3687         return ret;
3688 }
3689 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_flush_tlb);
3690
3691 static u64 *__get_gcr3_pte(u64 *root, int level, int pasid, bool alloc)
3692 {
3693         int index;
3694         u64 *pte;
3695
3696         while (true) {
3697
3698                 index = (pasid >> (9 * level)) & 0x1ff;
3699                 pte   = &root[index];
3700
3701                 if (level == 0)
3702                         break;
3703
3704                 if (!(*pte & GCR3_VALID)) {
3705                         if (!alloc)
3706                                 return NULL;
3707
3708                         root = (void *)get_zeroed_page(GFP_ATOMIC);
3709                         if (root == NULL)
3710                                 return NULL;
3711
3712                         *pte = __pa(root) | GCR3_VALID;
3713                 }
3714
3715                 root = __va(*pte & PAGE_MASK);
3716
3717                 level -= 1;
3718         }
3719
3720         return pte;
3721 }
3722
3723 static int __set_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid,
3724                       unsigned long cr3)
3725 {
3726         u64 *pte;
3727
3728         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3729                 return -EINVAL;
3730
3731         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, true);
3732         if (pte == NULL)
3733                 return -ENOMEM;
3734
3735         *pte = (cr3 & PAGE_MASK) | GCR3_VALID;
3736
3737         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3738 }
3739
3740 static int __clear_gcr3(struct protection_domain *domain, int pasid)
3741 {
3742         u64 *pte;
3743
3744         if (domain->mode != PAGE_MODE_NONE)
3745                 return -EINVAL;
3746
3747         pte = __get_gcr3_pte(domain->gcr3_tbl, domain->glx, pasid, false);
3748         if (pte == NULL)
3749                 return 0;
3750
3751         *pte = 0;
3752
3753         return __amd_iommu_flush_tlb(domain, pasid);
3754 }
3755
3756 int amd_iommu_domain_set_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid,
3757                               unsigned long cr3)
3758 {
3759         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3760         unsigned long flags;
3761         int ret;
3762
3763         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3764         ret = __set_gcr3(domain, pasid, cr3);
3765         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3766
3767         return ret;
3768 }
3769 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_set_gcr3);
3770
3771 int amd_iommu_domain_clear_gcr3(struct iommu_domain *dom, int pasid)
3772 {
3773         struct protection_domain *domain = dom->priv;
3774         unsigned long flags;
3775         int ret;
3776
3777         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
3778         ret = __clear_gcr3(domain, pasid);
3779         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
3780
3781         return ret;
3782 }
3783 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_domain_clear_gcr3);
3784
3785 int amd_iommu_complete_ppr(struct pci_dev *pdev, int pasid,
3786                            int status, int tag)
3787 {
3788         struct iommu_dev_data *dev_data;
3789         struct amd_iommu *iommu;
3790         struct iommu_cmd cmd;
3791
3792         INC_STATS_COUNTER(complete_ppr);
3793
3794         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3795         iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
3796
3797         build_complete_ppr(&cmd, dev_data->devid, pasid, status,
3798                            tag, dev_data->pri_tlp);
3799
3800         return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
3801 }
3802 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_complete_ppr);
3803
3804 struct iommu_domain *amd_iommu_get_v2_domain(struct pci_dev *pdev)
3805 {
3806         struct protection_domain *domain;
3807
3808         domain = get_domain(&pdev->dev);
3809         if (IS_ERR(domain))
3810                 return NULL;
3811
3812         /* Only return IOMMUv2 domains */
3813         if (!(domain->flags & PD_IOMMUV2_MASK))
3814                 return NULL;
3815
3816         return domain->iommu_domain;
3817 }
3818 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_get_v2_domain);
3819
3820 void amd_iommu_enable_device_erratum(struct pci_dev *pdev, u32 erratum)
3821 {
3822         struct iommu_dev_data *dev_data;
3823
3824         if (!amd_iommu_v2_supported())
3825                 return;
3826
3827         dev_data = get_dev_data(&pdev->dev);
3828         dev_data->errata |= (1 << erratum);
3829 }
3830 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_enable_device_erratum);
3831
3832 int amd_iommu_device_info(struct pci_dev *pdev,
3833                           struct amd_iommu_device_info *info)
3834 {
3835         int max_pasids;
3836         int pos;
3837
3838         if (pdev == NULL || info == NULL)
3839                 return -EINVAL;
3840
3841         if (!amd_iommu_v2_supported())
3842                 return -EINVAL;
3843
3844         memset(info, 0, sizeof(*info));
3845
3846         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_ATS);
3847         if (pos)
3848                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_ATS_SUP;
3849
3850         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
3851         if (pos)
3852                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRI_SUP;
3853
3854         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PASID);
3855         if (pos) {
3856                 int features;
3857
3858                 max_pasids = 1 << (9 * (amd_iommu_max_glx_val + 1));
3859                 max_pasids = min(max_pasids, (1 << 20));
3860
3861                 info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PASID_SUP;
3862                 info->max_pasids = min(pci_max_pasids(pdev), max_pasids);
3863
3864                 features = pci_pasid_features(pdev);
3865                 if (features & PCI_PASID_CAP_EXEC)
3866                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_EXEC_SUP;
3867                 if (features & PCI_PASID_CAP_PRIV)
3868                         info->flags |= AMD_IOMMU_DEVICE_FLAG_PRIV_SUP;
3869         }
3870
3871         return 0;
3872 }
3873 EXPORT_SYMBOL(amd_iommu_device_info);
3874
3875 #ifdef CONFIG_IRQ_REMAP
3876
3877 /*****************************************************************************
3878  *
3879  * Interrupt Remapping Implementation
3880  *
3881  *****************************************************************************/
3882
3883 union irte {
3884         u32 val;
3885         struct {
3886                 u32 valid       : 1,
3887                     no_fault    : 1,
3888                     int_type    : 3,
3889                     rq_eoi      : 1,
3890                     dm          : 1,
3891                     rsvd_1      : 1,
3892                     destination : 8,
3893                     vector      : 8,
3894                     rsvd_2      : 8;
3895         } fields;
3896 };
3897
3898 #define DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK  (((1ULL << 45)-1) << 6)
3899 #define DTE_IRQ_REMAP_INTCTL    (2ULL << 60)
3900 #define DTE_IRQ_TABLE_LEN       (8ULL << 1)
3901 #define DTE_IRQ_REMAP_ENABLE    1ULL
3902
3903 static void set_dte_irq_entry(u16 devid, struct irq_remap_table *table)
3904 {
3905         u64 dte;
3906
3907         dte     = amd_iommu_dev_table[devid].data[2];
3908         dte     &= ~DTE_IRQ_PHYS_ADDR_MASK;
3909         dte     |= virt_to_phys(table->table);
3910         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_INTCTL;
3911         dte     |= DTE_IRQ_TABLE_LEN;
3912         dte     |= DTE_IRQ_REMAP_ENABLE;
3913
3914         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = dte;
3915 }
3916
3917 #define IRTE_ALLOCATED (~1U)
3918
3919 static struct irq_remap_table *get_irq_table(u16 devid, bool ioapic)
3920 {
3921         struct irq_remap_table *table = NULL;
3922         struct amd_iommu *iommu;
3923         unsigned long flags;
3924         u16 alias;
3925
3926         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3927
3928         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
3929         if (!iommu)
3930                 goto out_unlock;
3931
3932         table = irq_lookup_table[devid];
3933         if (table)
3934                 goto out;
3935
3936         alias = amd_iommu_alias_table[devid];
3937         table = irq_lookup_table[alias];
3938         if (table) {
3939                 irq_lookup_table[devid] = table;
3940                 set_dte_irq_entry(devid, table);
3941                 iommu_flush_dte(iommu, devid);
3942                 goto out;
3943         }
3944
3945         /* Nothing there yet, allocate new irq remapping table */
3946         table = kzalloc(sizeof(*table), GFP_ATOMIC);
3947         if (!table)
3948                 goto out;
3949
3950         if (ioapic)
3951                 /* Keep the first 32 indexes free for IOAPIC interrupts */
3952                 table->min_index = 32;
3953
3954         table->table = kmem_cache_alloc(amd_iommu_irq_cache, GFP_ATOMIC);
3955         if (!table->table) {
3956                 kfree(table);
3957                 table = NULL;
3958                 goto out;
3959         }
3960
3961         memset(table->table, 0, MAX_IRQS_PER_TABLE * sizeof(u32));
3962
3963         if (ioapic) {
3964                 int i;
3965
3966                 for (i = 0; i < 32; ++i)
3967                         table->table[i] = IRTE_ALLOCATED;
3968         }
3969
3970         irq_lookup_table[devid] = table;
3971         set_dte_irq_entry(devid, table);
3972         iommu_flush_dte(iommu, devid);
3973         if (devid != alias) {
3974                 irq_lookup_table[alias] = table;
3975                 set_dte_irq_entry(devid, table);
3976                 iommu_flush_dte(iommu, alias);
3977         }
3978
3979 out:
3980         iommu_completion_wait(iommu);
3981
3982 out_unlock:
3983         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
3984
3985         return table;
3986 }
3987
3988 static int alloc_irq_index(struct irq_cfg *cfg, u16 devid, int count)
3989 {
3990         struct irq_remap_table *table;
3991         unsigned long flags;
3992         int index, c;
3993
3994         table = get_irq_table(devid, false);
3995         if (!table)
3996                 return -ENODEV;
3997
3998         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
3999
4000         /* Scan table for free entries */
4001         for (c = 0, index = table->min_index;
4002              index < MAX_IRQS_PER_TABLE;
4003              ++index) {
4004                 if (table->table[index] == 0)
4005                         c += 1;
4006                 else
4007                         c = 0;
4008
4009                 if (c == count) {
4010                         struct irq_2_iommu *irte_info;
4011
4012                         for (; c != 0; --c)
4013                                 table->table[index - c + 1] = IRTE_ALLOCATED;
4014
4015                         index -= count - 1;
4016
4017                         cfg->remapped         = 1;
4018                         irte_info             = &cfg->irq_2_iommu;
4019                         irte_info->sub_handle = devid;
4020                         irte_info->irte_index = index;
4021
4022                         goto out;
4023                 }
4024         }
4025
4026         index = -ENOSPC;
4027
4028 out:
4029         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
4030
4031         return index;
4032 }
4033
4034 static int get_irte(u16 devid, int index, union irte *irte)
4035 {
4036         struct irq_remap_table *table;
4037         unsigned long flags;
4038
4039         table = get_irq_table(devid, false);
4040         if (!table)
4041                 return -ENOMEM;
4042
4043         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
4044         irte->val = table->table[index];
4045         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
4046
4047         return 0;
4048 }
4049
4050 static int modify_irte(u16 devid, int index, union irte irte)
4051 {
4052         struct irq_remap_table *table;
4053         struct amd_iommu *iommu;
4054         unsigned long flags;
4055
4056         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4057         if (iommu == NULL)
4058                 return -EINVAL;
4059
4060         table = get_irq_table(devid, false);
4061         if (!table)
4062                 return -ENOMEM;
4063
4064         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
4065         table->table[index] = irte.val;
4066         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
4067
4068         iommu_flush_irt(iommu, devid);
4069         iommu_completion_wait(iommu);
4070
4071         return 0;
4072 }
4073
4074 static void free_irte(u16 devid, int index)
4075 {
4076         struct irq_remap_table *table;
4077         struct amd_iommu *iommu;
4078         unsigned long flags;
4079
4080         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
4081         if (iommu == NULL)
4082                 return;
4083
4084         table = get_irq_table(devid, false);
4085         if (!table)
4086                 return;
4087
4088         spin_lock_irqsave(&table->lock, flags);
4089         table->table[index] = 0;
4090         spin_unlock_irqrestore(&table->lock, flags);
4091
4092         iommu_flush_irt(iommu, devid);
4093         iommu_completion_wait(iommu);
4094 }
4095
4096 static int setup_ioapic_entry(int irq, struct IO_APIC_route_entry *entry,
4097                               unsigned int destination, int vector,
4098                               struct io_apic_irq_attr *attr)
4099 {
4100         struct irq_remap_table *table;
4101         struct irq_2_iommu *irte_info;
4102         struct irq_cfg *cfg;
4103         union irte irte;
4104         int ioapic_id;
4105         int index;
4106         int devid;
4107         int ret;
4108
4109         cfg = irq_get_chip_data(irq);
4110         if (!cfg)
4111                 return -EINVAL;
4112
4113         irte_info = &cfg->irq_2_iommu;
4114         ioapic_id = mpc_ioapic_id(attr->ioapic);
4115         devid     = get_ioapic_devid(ioapic_id);
4116
4117         if (devid < 0)
4118                 return devid;
4119
4120         table = get_irq_table(devid, true);
4121         if (table == NULL)
4122                 return -ENOMEM;
4123
4124         index = attr->ioapic_pin;
4125
4126         /* Setup IRQ remapping info */
4127         cfg->remapped         = 1;
4128         irte_info->sub_handle = devid;
4129         irte_info->irte_index = index;
4130
4131         /* Setup IRTE for IOMMU */
4132         irte.val                = 0;
4133         irte.fields.vector      = vector;
4134         irte.fields.int_type    = apic->irq_delivery_mode;
4135         irte.fields.destination = destination;
4136         irte.fields.dm          = apic->irq_dest_mode;
4137         irte.fields.valid       = 1;
4138
4139         ret = modify_irte(devid, index, irte);
4140         if (ret)
4141                 return ret;
4142
4143         /* Setup IOAPIC entry */
4144         memset(entry, 0, sizeof(*entry));
4145
4146         entry->vector        = index;
4147         entry->mask          = 0;
4148         entry->trigger       = attr->trigger;
4149         entry->polarity      = attr->polarity;
4150
4151         /*
4152          * Mask level triggered irqs.
4153          */
4154         if (attr->trigger)
4155                 entry->mask = 1;
4156
4157         return 0;
4158 }
4159
4160 static int set_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *mask,
4161                         bool force)
4162 {
4163         struct irq_2_iommu *irte_info;
4164         unsigned int dest, irq;
4165         struct irq_cfg *cfg;
4166         union irte irte;
4167         int err;
4168
4169         if (!config_enabled(CONFIG_SMP))
4170                 return -1;
4171
4172         cfg       = data->chip_data;
4173         irq       = data->irq;
4174         irte_info = &cfg->irq_2_iommu;
4175
4176         if (!cpumask_intersects(mask, cpu_online_mask))
4177                 return -EINVAL;
4178
4179         if (get_irte(irte_info->sub_handle, irte_info->irte_index, &irte))
4180                 return -EBUSY;
4181
4182         if (assign_irq_vector(irq, cfg, mask))
4183                 return -EBUSY;
4184
4185         err = apic->cpu_mask_to_apicid_and(cfg->domain, mask, &dest);
4186         if (err) {
4187                 if (assign_irq_vector(irq, cfg, data->affinity))
4188                         pr_err("AMD-Vi: Failed to recover vector for irq %d\n", irq);
4189                 return err;
4190         }
4191
4192         irte.fields.vector      = cfg->vector;
4193         irte.fields.destination = dest;
4194
4195         modify_irte(irte_info->sub_handle, irte_info->irte_index, irte);
4196
4197         if (cfg->move_in_progress)
4198                 send_cleanup_vector(cfg);
4199
4200         cpumask_copy(data->affinity, mask);
4201
4202         return 0;
4203 }
4204
4205 static int free_irq(int irq)
4206 {
4207         struct irq_2_iommu *irte_info;
4208         struct irq_cfg *cfg;
4209
4210         cfg = irq_get_chip_data(irq);
4211         if (!cfg)
4212                 return -EINVAL;
4213
4214         irte_info = &cfg->irq_2_iommu;
4215
4216         free_irte(irte_info->sub_handle, irte_info->irte_index);
4217
4218         return 0;
4219 }
4220
4221 static void compose_msi_msg(struct pci_dev *pdev,
4222                             unsigned int irq, unsigned int dest,
4223                             struct msi_msg *msg, u8 hpet_id)
4224 {
4225         struct irq_2_iommu *irte_info;
4226         struct irq_cfg *cfg;
4227         union irte irte;
4228
4229         cfg = irq_get_chip_data(irq);
4230         if (!cfg)
4231                 return;
4232
4233         irte_info = &cfg->irq_2_iommu;
4234
4235         irte.val                = 0;
4236         irte.fields.vector      = cfg->vector;
4237         irte.fields.int_type    = apic->irq_delivery_mode;
4238         irte.fields.destination = dest;
4239         irte.fields.dm          = apic->irq_dest_mode;
4240         irte.fields.valid       = 1;
4241
4242         modify_irte(irte_info->sub_handle, irte_info->irte_index, irte);
4243
4244         msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI;
4245         msg->address_lo = MSI_ADDR_BASE_LO;
4246         msg->data       = irte_info->irte_index;
4247 }
4248
4249 static int msi_alloc_irq(struct pci_dev *pdev, int irq, int nvec)
4250 {
4251         struct irq_cfg *cfg;
4252         int index;
4253         u16 devid;
4254
4255         if (!pdev)
4256                 return -EINVAL;
4257
4258         cfg = irq_get_chip_data(irq);
4259         if (!cfg)
4260                 return -EINVAL;
4261
4262         devid = get_device_id(&pdev->dev);
4263         index = alloc_irq_index(cfg, devid, nvec);
4264
4265         return index < 0 ? MAX_IRQS_PER_TABLE : index;
4266 }
4267
4268 static int msi_setup_irq(struct pci_dev *pdev, unsigned int irq,
4269                          int index, int offset)
4270 {
4271         struct irq_2_iommu *irte_info;
4272         struct irq_cfg *cfg;
4273         u16 devid;
4274
4275         if (!pdev)
4276                 return -EINVAL;
4277
4278         cfg = irq_get_chip_data(irq);
4279         if (!cfg)
4280                 return -EINVAL;
4281
4282         if (index >= MAX_IRQS_PER_TABLE)
4283                 return 0;
4284
4285         devid           = get_device_id(&pdev->dev);
4286         irte_info       = &cfg->irq_2_iommu;
4287
4288         cfg->remapped         = 1;
4289         irte_info->sub_handle = devid;
4290         irte_info->irte_index = index + offset;
4291
4292         return 0;
4293 }
4294
4295 static int setup_hpet_msi(unsigned int irq, unsigned int id)
4296 {
4297         struct irq_2_iommu *irte_info;
4298         struct irq_cfg *cfg;
4299         int index, devid;
4300
4301         cfg = irq_get_chip_data(irq);
4302         if (!cfg)
4303                 return -EINVAL;
4304
4305         irte_info = &cfg->irq_2_iommu;
4306         devid     = get_hpet_devid(id);
4307         if (devid < 0)
4308                 return devid;
4309
4310         index = alloc_irq_index(cfg, devid, 1);
4311         if (index < 0)
4312                 return index;
4313
4314         cfg->remapped         = 1;
4315         irte_info->sub_handle = devid;
4316         irte_info->irte_index = index;
4317
4318         return 0;
4319 }
4320
4321 struct irq_remap_ops amd_iommu_irq_ops = {
4322         .supported              = amd_iommu_supported,
4323         .prepare                = amd_iommu_prepare,
4324         .enable                 = amd_iommu_enable,
4325         .disable                = amd_iommu_disable,
4326         .reenable               = amd_iommu_reenable,
4327         .enable_faulting        = amd_iommu_enable_faulting,
4328         .setup_ioapic_entry     = setup_ioapic_entry,
4329         .set_affinity           = set_affinity,
4330         .free_irq               = free_irq,
4331         .compose_msi_msg        = compose_msi_msg,
4332         .msi_alloc_irq          = msi_alloc_irq,
4333         .msi_setup_irq          = msi_setup_irq,
4334         .setup_hpet_msi         = setup_hpet_msi,
4335 };
4336 #endif