]> bbs.cooldavid.org Git - net-next-2.6.git/blob - arch/x86/kernel/amd_iommu_init.c
amd-iommu: disable cmd buffer and evt logging before reprogramming iommu
[net-next-2.6.git] / arch / x86 / kernel / amd_iommu_init.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2007-2008 Advanced Micro Devices, Inc.
3  * Author: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
4  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
7  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
8  * by the Free Software Foundation.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
18  */
19
20 #include <linux/pci.h>
21 #include <linux/acpi.h>
22 #include <linux/gfp.h>
23 #include <linux/list.h>
24 #include <linux/sysdev.h>
25 #include <linux/interrupt.h>
26 #include <linux/msi.h>
27 #include <asm/pci-direct.h>
28 #include <asm/amd_iommu_types.h>
29 #include <asm/amd_iommu.h>
30 #include <asm/iommu.h>
31 #include <asm/gart.h>
32
33 /*
34  * definitions for the ACPI scanning code
35  */
36 #define IVRS_HEADER_LENGTH 48
37
38 #define ACPI_IVHD_TYPE                  0x10
39 #define ACPI_IVMD_TYPE_ALL              0x20
40 #define ACPI_IVMD_TYPE                  0x21
41 #define ACPI_IVMD_TYPE_RANGE            0x22
42
43 #define IVHD_DEV_ALL                    0x01
44 #define IVHD_DEV_SELECT                 0x02
45 #define IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START     0x03
46 #define IVHD_DEV_RANGE_END              0x04
47 #define IVHD_DEV_ALIAS                  0x42
48 #define IVHD_DEV_ALIAS_RANGE            0x43
49 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT             0x46
50 #define IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE       0x47
51
52 #define IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK        0x01
53 #define IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK        0x02
54 #define IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK     0x04
55 #define IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK          0x08
56
57 #define IVMD_FLAG_EXCL_RANGE            0x08
58 #define IVMD_FLAG_UNITY_MAP             0x01
59
60 #define ACPI_DEVFLAG_INITPASS           0x01
61 #define ACPI_DEVFLAG_EXTINT             0x02
62 #define ACPI_DEVFLAG_NMI                0x04
63 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1            0x10
64 #define ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2            0x20
65 #define ACPI_DEVFLAG_LINT0              0x40
66 #define ACPI_DEVFLAG_LINT1              0x80
67 #define ACPI_DEVFLAG_ATSDIS             0x10000000
68
69 /*
70  * ACPI table definitions
71  *
72  * These data structures are laid over the table to parse the important values
73  * out of it.
74  */
75
76 /*
77  * structure describing one IOMMU in the ACPI table. Typically followed by one
78  * or more ivhd_entrys.
79  */
80 struct ivhd_header {
81         u8 type;
82         u8 flags;
83         u16 length;
84         u16 devid;
85         u16 cap_ptr;
86         u64 mmio_phys;
87         u16 pci_seg;
88         u16 info;
89         u32 reserved;
90 } __attribute__((packed));
91
92 /*
93  * A device entry describing which devices a specific IOMMU translates and
94  * which requestor ids they use.
95  */
96 struct ivhd_entry {
97         u8 type;
98         u16 devid;
99         u8 flags;
100         u32 ext;
101 } __attribute__((packed));
102
103 /*
104  * An AMD IOMMU memory definition structure. It defines things like exclusion
105  * ranges for devices and regions that should be unity mapped.
106  */
107 struct ivmd_header {
108         u8 type;
109         u8 flags;
110         u16 length;
111         u16 devid;
112         u16 aux;
113         u64 resv;
114         u64 range_start;
115         u64 range_length;
116 } __attribute__((packed));
117
118 bool amd_iommu_dump;
119
120 static int __initdata amd_iommu_detected;
121
122 u16 amd_iommu_last_bdf;                 /* largest PCI device id we have
123                                            to handle */
124 LIST_HEAD(amd_iommu_unity_map);         /* a list of required unity mappings
125                                            we find in ACPI */
126 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
127 bool amd_iommu_isolate = false;
128 #else
129 bool amd_iommu_isolate = true;          /* if true, device isolation is
130                                            enabled */
131 #endif
132
133 bool amd_iommu_unmap_flush;             /* if true, flush on every unmap */
134
135 LIST_HEAD(amd_iommu_list);              /* list of all AMD IOMMUs in the
136                                            system */
137
138 /*
139  * Pointer to the device table which is shared by all AMD IOMMUs
140  * it is indexed by the PCI device id or the HT unit id and contains
141  * information about the domain the device belongs to as well as the
142  * page table root pointer.
143  */
144 struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
145
146 /*
147  * The alias table is a driver specific data structure which contains the
148  * mappings of the PCI device ids to the actual requestor ids on the IOMMU.
149  * More than one device can share the same requestor id.
150  */
151 u16 *amd_iommu_alias_table;
152
153 /*
154  * The rlookup table is used to find the IOMMU which is responsible
155  * for a specific device. It is also indexed by the PCI device id.
156  */
157 struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
158
159 /*
160  * The pd table (protection domain table) is used to find the protection domain
161  * data structure a device belongs to. Indexed with the PCI device id too.
162  */
163 struct protection_domain **amd_iommu_pd_table;
164
165 /*
166  * AMD IOMMU allows up to 2^16 differend protection domains. This is a bitmap
167  * to know which ones are already in use.
168  */
169 unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
170
171 static u32 dev_table_size;      /* size of the device table */
172 static u32 alias_table_size;    /* size of the alias table */
173 static u32 rlookup_table_size;  /* size if the rlookup table */
174
175 static inline void update_last_devid(u16 devid)
176 {
177         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
178                 amd_iommu_last_bdf = devid;
179 }
180
181 static inline unsigned long tbl_size(int entry_size)
182 {
183         unsigned shift = PAGE_SHIFT +
184                          get_order(((int)amd_iommu_last_bdf + 1) * entry_size);
185
186         return 1UL << shift;
187 }
188
189 /****************************************************************************
190  *
191  * AMD IOMMU MMIO register space handling functions
192  *
193  * These functions are used to program the IOMMU device registers in
194  * MMIO space required for that driver.
195  *
196  ****************************************************************************/
197
198 /*
199  * This function set the exclusion range in the IOMMU. DMA accesses to the
200  * exclusion range are passed through untranslated
201  */
202 static void iommu_set_exclusion_range(struct amd_iommu *iommu)
203 {
204         u64 start = iommu->exclusion_start & PAGE_MASK;
205         u64 limit = (start + iommu->exclusion_length) & PAGE_MASK;
206         u64 entry;
207
208         if (!iommu->exclusion_start)
209                 return;
210
211         entry = start | MMIO_EXCL_ENABLE_MASK;
212         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_BASE_OFFSET,
213                         &entry, sizeof(entry));
214
215         entry = limit;
216         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET,
217                         &entry, sizeof(entry));
218 }
219
220 /* Programs the physical address of the device table into the IOMMU hardware */
221 static void __init iommu_set_device_table(struct amd_iommu *iommu)
222 {
223         u64 entry;
224
225         BUG_ON(iommu->mmio_base == NULL);
226
227         entry = virt_to_phys(amd_iommu_dev_table);
228         entry |= (dev_table_size >> 12) - 1;
229         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_DEV_TABLE_OFFSET,
230                         &entry, sizeof(entry));
231 }
232
233 /* Generic functions to enable/disable certain features of the IOMMU. */
234 static void iommu_feature_enable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
235 {
236         u32 ctrl;
237
238         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
239         ctrl |= (1 << bit);
240         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
241 }
242
243 static void __init iommu_feature_disable(struct amd_iommu *iommu, u8 bit)
244 {
245         u32 ctrl;
246
247         ctrl = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
248         ctrl &= ~(1 << bit);
249         writel(ctrl, iommu->mmio_base + MMIO_CONTROL_OFFSET);
250 }
251
252 /* Function to enable the hardware */
253 static void iommu_enable(struct amd_iommu *iommu)
254 {
255         printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: Enabling IOMMU at %s cap 0x%hx\n",
256                dev_name(&iommu->dev->dev), iommu->cap_ptr);
257
258         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
259 }
260
261 static void iommu_disable(struct amd_iommu *iommu)
262 {
263         /* Disable command buffer */
264         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
265
266         /* Disable event logging and event interrupts */
267         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
268         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
269
270         /* Disable IOMMU hardware itself */
271         iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_IOMMU_EN);
272 }
273
274 /*
275  * mapping and unmapping functions for the IOMMU MMIO space. Each AMD IOMMU in
276  * the system has one.
277  */
278 static u8 * __init iommu_map_mmio_space(u64 address)
279 {
280         u8 *ret;
281
282         if (!request_mem_region(address, MMIO_REGION_LENGTH, "amd_iommu"))
283                 return NULL;
284
285         ret = ioremap_nocache(address, MMIO_REGION_LENGTH);
286         if (ret != NULL)
287                 return ret;
288
289         release_mem_region(address, MMIO_REGION_LENGTH);
290
291         return NULL;
292 }
293
294 static void __init iommu_unmap_mmio_space(struct amd_iommu *iommu)
295 {
296         if (iommu->mmio_base)
297                 iounmap(iommu->mmio_base);
298         release_mem_region(iommu->mmio_phys, MMIO_REGION_LENGTH);
299 }
300
301 /****************************************************************************
302  *
303  * The functions below belong to the first pass of AMD IOMMU ACPI table
304  * parsing. In this pass we try to find out the highest device id this
305  * code has to handle. Upon this information the size of the shared data
306  * structures is determined later.
307  *
308  ****************************************************************************/
309
310 /*
311  * This function calculates the length of a given IVHD entry
312  */
313 static inline int ivhd_entry_length(u8 *ivhd)
314 {
315         return 0x04 << (*ivhd >> 6);
316 }
317
318 /*
319  * This function reads the last device id the IOMMU has to handle from the PCI
320  * capability header for this IOMMU
321  */
322 static int __init find_last_devid_on_pci(int bus, int dev, int fn, int cap_ptr)
323 {
324         u32 cap;
325
326         cap = read_pci_config(bus, dev, fn, cap_ptr+MMIO_RANGE_OFFSET);
327         update_last_devid(calc_devid(MMIO_GET_BUS(cap), MMIO_GET_LD(cap)));
328
329         return 0;
330 }
331
332 /*
333  * After reading the highest device id from the IOMMU PCI capability header
334  * this function looks if there is a higher device id defined in the ACPI table
335  */
336 static int __init find_last_devid_from_ivhd(struct ivhd_header *h)
337 {
338         u8 *p = (void *)h, *end = (void *)h;
339         struct ivhd_entry *dev;
340
341         p += sizeof(*h);
342         end += h->length;
343
344         find_last_devid_on_pci(PCI_BUS(h->devid),
345                         PCI_SLOT(h->devid),
346                         PCI_FUNC(h->devid),
347                         h->cap_ptr);
348
349         while (p < end) {
350                 dev = (struct ivhd_entry *)p;
351                 switch (dev->type) {
352                 case IVHD_DEV_SELECT:
353                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
354                 case IVHD_DEV_ALIAS:
355                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
356                         /* all the above subfield types refer to device ids */
357                         update_last_devid(dev->devid);
358                         break;
359                 default:
360                         break;
361                 }
362                 p += ivhd_entry_length(p);
363         }
364
365         WARN_ON(p != end);
366
367         return 0;
368 }
369
370 /*
371  * Iterate over all IVHD entries in the ACPI table and find the highest device
372  * id which we need to handle. This is the first of three functions which parse
373  * the ACPI table. So we check the checksum here.
374  */
375 static int __init find_last_devid_acpi(struct acpi_table_header *table)
376 {
377         int i;
378         u8 checksum = 0, *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
379         struct ivhd_header *h;
380
381         /*
382          * Validate checksum here so we don't need to do it when
383          * we actually parse the table
384          */
385         for (i = 0; i < table->length; ++i)
386                 checksum += p[i];
387         if (checksum != 0)
388                 /* ACPI table corrupt */
389                 return -ENODEV;
390
391         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
392
393         end += table->length;
394         while (p < end) {
395                 h = (struct ivhd_header *)p;
396                 switch (h->type) {
397                 case ACPI_IVHD_TYPE:
398                         find_last_devid_from_ivhd(h);
399                         break;
400                 default:
401                         break;
402                 }
403                 p += h->length;
404         }
405         WARN_ON(p != end);
406
407         return 0;
408 }
409
410 /****************************************************************************
411  *
412  * The following functions belong the the code path which parses the ACPI table
413  * the second time. In this ACPI parsing iteration we allocate IOMMU specific
414  * data structures, initialize the device/alias/rlookup table and also
415  * basically initialize the hardware.
416  *
417  ****************************************************************************/
418
419 /*
420  * Allocates the command buffer. This buffer is per AMD IOMMU. We can
421  * write commands to that buffer later and the IOMMU will execute them
422  * asynchronously
423  */
424 static u8 * __init alloc_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
425 {
426         u8 *cmd_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
427                         get_order(CMD_BUFFER_SIZE));
428
429         if (cmd_buf == NULL)
430                 return NULL;
431
432         iommu->cmd_buf_size = CMD_BUFFER_SIZE;
433
434         return cmd_buf;
435 }
436
437 /*
438  * This function writes the command buffer address to the hardware and
439  * enables it.
440  */
441 static void iommu_enable_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
442 {
443         u64 entry;
444
445         BUG_ON(iommu->cmd_buf == NULL);
446
447         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->cmd_buf);
448         entry |= MMIO_CMD_SIZE_512;
449
450         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_BUF_OFFSET,
451                     &entry, sizeof(entry));
452
453         /* set head and tail to zero manually */
454         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
455         writel(0x00, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
456
457         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_CMDBUF_EN);
458 }
459
460 static void __init free_command_buffer(struct amd_iommu *iommu)
461 {
462         free_pages((unsigned long)iommu->cmd_buf,
463                    get_order(iommu->cmd_buf_size));
464 }
465
466 /* allocates the memory where the IOMMU will log its events to */
467 static u8 * __init alloc_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
468 {
469         iommu->evt_buf = (u8 *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
470                                                 get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
471
472         if (iommu->evt_buf == NULL)
473                 return NULL;
474
475         return iommu->evt_buf;
476 }
477
478 static void iommu_enable_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
479 {
480         u64 entry;
481
482         BUG_ON(iommu->evt_buf == NULL);
483
484         entry = (u64)virt_to_phys(iommu->evt_buf) | EVT_LEN_MASK;
485
486         memcpy_toio(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_BUF_OFFSET,
487                     &entry, sizeof(entry));
488
489         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_LOG_EN);
490 }
491
492 static void __init free_event_buffer(struct amd_iommu *iommu)
493 {
494         free_pages((unsigned long)iommu->evt_buf, get_order(EVT_BUFFER_SIZE));
495 }
496
497 /* sets a specific bit in the device table entry. */
498 static void set_dev_entry_bit(u16 devid, u8 bit)
499 {
500         int i = (bit >> 5) & 0x07;
501         int _bit = bit & 0x1f;
502
503         amd_iommu_dev_table[devid].data[i] |= (1 << _bit);
504 }
505
506 /* Writes the specific IOMMU for a device into the rlookup table */
507 static void __init set_iommu_for_device(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
508 {
509         amd_iommu_rlookup_table[devid] = iommu;
510 }
511
512 /*
513  * This function takes the device specific flags read from the ACPI
514  * table and sets up the device table entry with that information
515  */
516 static void __init set_dev_entry_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
517                                            u16 devid, u32 flags, u32 ext_flags)
518 {
519         if (flags & ACPI_DEVFLAG_INITPASS)
520                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_INIT_PASS);
521         if (flags & ACPI_DEVFLAG_EXTINT)
522                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_EINT_PASS);
523         if (flags & ACPI_DEVFLAG_NMI)
524                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_NMI_PASS);
525         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT1)
526                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT1);
527         if (flags & ACPI_DEVFLAG_SYSMGT2)
528                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_SYSMGT2);
529         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT0)
530                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT0_PASS);
531         if (flags & ACPI_DEVFLAG_LINT1)
532                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_LINT1_PASS);
533
534         set_iommu_for_device(iommu, devid);
535 }
536
537 /*
538  * Reads the device exclusion range from ACPI and initialize IOMMU with
539  * it
540  */
541 static void __init set_device_exclusion_range(u16 devid, struct ivmd_header *m)
542 {
543         struct amd_iommu *iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
544
545         if (!(m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE))
546                 return;
547
548         if (iommu) {
549                 /*
550                  * We only can configure exclusion ranges per IOMMU, not
551                  * per device. But we can enable the exclusion range per
552                  * device. This is done here
553                  */
554                 set_dev_entry_bit(m->devid, DEV_ENTRY_EX);
555                 iommu->exclusion_start = m->range_start;
556                 iommu->exclusion_length = m->range_length;
557         }
558 }
559
560 /*
561  * This function reads some important data from the IOMMU PCI space and
562  * initializes the driver data structure with it. It reads the hardware
563  * capabilities and the first/last device entries
564  */
565 static void __init init_iommu_from_pci(struct amd_iommu *iommu)
566 {
567         int cap_ptr = iommu->cap_ptr;
568         u32 range, misc;
569
570         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_CAP_HDR_OFFSET,
571                               &iommu->cap);
572         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_RANGE_OFFSET,
573                               &range);
574         pci_read_config_dword(iommu->dev, cap_ptr + MMIO_MISC_OFFSET,
575                               &misc);
576
577         iommu->first_device = calc_devid(MMIO_GET_BUS(range),
578                                          MMIO_GET_FD(range));
579         iommu->last_device = calc_devid(MMIO_GET_BUS(range),
580                                         MMIO_GET_LD(range));
581         iommu->evt_msi_num = MMIO_MSI_NUM(misc);
582 }
583
584 /*
585  * Takes a pointer to an AMD IOMMU entry in the ACPI table and
586  * initializes the hardware and our data structures with it.
587  */
588 static void __init init_iommu_from_acpi(struct amd_iommu *iommu,
589                                         struct ivhd_header *h)
590 {
591         u8 *p = (u8 *)h;
592         u8 *end = p, flags = 0;
593         u16 dev_i, devid = 0, devid_start = 0, devid_to = 0;
594         u32 ext_flags = 0;
595         bool alias = false;
596         struct ivhd_entry *e;
597
598         /*
599          * First set the recommended feature enable bits from ACPI
600          * into the IOMMU control registers
601          */
602         h->flags & IVHD_FLAG_HT_TUN_EN_MASK ?
603                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN) :
604                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_HT_TUN_EN);
605
606         h->flags & IVHD_FLAG_PASSPW_EN_MASK ?
607                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN) :
608                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_PASSPW_EN);
609
610         h->flags & IVHD_FLAG_RESPASSPW_EN_MASK ?
611                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN) :
612                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_RESPASSPW_EN);
613
614         h->flags & IVHD_FLAG_ISOC_EN_MASK ?
615                 iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_ISOC_EN) :
616                 iommu_feature_disable(iommu, CONTROL_ISOC_EN);
617
618         /*
619          * make IOMMU memory accesses cache coherent
620          */
621         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_COHERENT_EN);
622
623         /*
624          * Done. Now parse the device entries
625          */
626         p += sizeof(struct ivhd_header);
627         end += h->length;
628
629
630         while (p < end) {
631                 e = (struct ivhd_entry *)p;
632                 switch (e->type) {
633                 case IVHD_DEV_ALL:
634
635                         DUMP_printk("  DEV_ALL\t\t\t first devid: %02x:%02x.%x"
636                                     " last device %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
637                                     PCI_BUS(iommu->first_device),
638                                     PCI_SLOT(iommu->first_device),
639                                     PCI_FUNC(iommu->first_device),
640                                     PCI_BUS(iommu->last_device),
641                                     PCI_SLOT(iommu->last_device),
642                                     PCI_FUNC(iommu->last_device),
643                                     e->flags);
644
645                         for (dev_i = iommu->first_device;
646                                         dev_i <= iommu->last_device; ++dev_i)
647                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu, dev_i,
648                                                         e->flags, 0);
649                         break;
650                 case IVHD_DEV_SELECT:
651
652                         DUMP_printk("  DEV_SELECT\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
653                                     "flags: %02x\n",
654                                     PCI_BUS(e->devid),
655                                     PCI_SLOT(e->devid),
656                                     PCI_FUNC(e->devid),
657                                     e->flags);
658
659                         devid = e->devid;
660                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags, 0);
661                         break;
662                 case IVHD_DEV_SELECT_RANGE_START:
663
664                         DUMP_printk("  DEV_SELECT_RANGE_START\t "
665                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x\n",
666                                     PCI_BUS(e->devid),
667                                     PCI_SLOT(e->devid),
668                                     PCI_FUNC(e->devid),
669                                     e->flags);
670
671                         devid_start = e->devid;
672                         flags = e->flags;
673                         ext_flags = 0;
674                         alias = false;
675                         break;
676                 case IVHD_DEV_ALIAS:
677
678                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS\t\t\t devid: %02x:%02x.%x "
679                                     "flags: %02x devid_to: %02x:%02x.%x\n",
680                                     PCI_BUS(e->devid),
681                                     PCI_SLOT(e->devid),
682                                     PCI_FUNC(e->devid),
683                                     e->flags,
684                                     PCI_BUS(e->ext >> 8),
685                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
686                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
687
688                         devid = e->devid;
689                         devid_to = e->ext >> 8;
690                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid_to, e->flags, 0);
691                         amd_iommu_alias_table[devid] = devid_to;
692                         break;
693                 case IVHD_DEV_ALIAS_RANGE:
694
695                         DUMP_printk("  DEV_ALIAS_RANGE\t\t "
696                                     "devid: %02x:%02x.%x flags: %02x "
697                                     "devid_to: %02x:%02x.%x\n",
698                                     PCI_BUS(e->devid),
699                                     PCI_SLOT(e->devid),
700                                     PCI_FUNC(e->devid),
701                                     e->flags,
702                                     PCI_BUS(e->ext >> 8),
703                                     PCI_SLOT(e->ext >> 8),
704                                     PCI_FUNC(e->ext >> 8));
705
706                         devid_start = e->devid;
707                         flags = e->flags;
708                         devid_to = e->ext >> 8;
709                         ext_flags = 0;
710                         alias = true;
711                         break;
712                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT:
713
714                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT\t\t devid: %02x:%02x.%x "
715                                     "flags: %02x ext: %08x\n",
716                                     PCI_BUS(e->devid),
717                                     PCI_SLOT(e->devid),
718                                     PCI_FUNC(e->devid),
719                                     e->flags, e->ext);
720
721                         devid = e->devid;
722                         set_dev_entry_from_acpi(iommu, devid, e->flags,
723                                                 e->ext);
724                         break;
725                 case IVHD_DEV_EXT_SELECT_RANGE:
726
727                         DUMP_printk("  DEV_EXT_SELECT_RANGE\t devid: "
728                                     "%02x:%02x.%x flags: %02x ext: %08x\n",
729                                     PCI_BUS(e->devid),
730                                     PCI_SLOT(e->devid),
731                                     PCI_FUNC(e->devid),
732                                     e->flags, e->ext);
733
734                         devid_start = e->devid;
735                         flags = e->flags;
736                         ext_flags = e->ext;
737                         alias = false;
738                         break;
739                 case IVHD_DEV_RANGE_END:
740
741                         DUMP_printk("  DEV_RANGE_END\t\t devid: %02x:%02x.%x\n",
742                                     PCI_BUS(e->devid),
743                                     PCI_SLOT(e->devid),
744                                     PCI_FUNC(e->devid));
745
746                         devid = e->devid;
747                         for (dev_i = devid_start; dev_i <= devid; ++dev_i) {
748                                 if (alias)
749                                         amd_iommu_alias_table[dev_i] = devid_to;
750                                 set_dev_entry_from_acpi(iommu,
751                                                 amd_iommu_alias_table[dev_i],
752                                                 flags, ext_flags);
753                         }
754                         break;
755                 default:
756                         break;
757                 }
758
759                 p += ivhd_entry_length(p);
760         }
761 }
762
763 /* Initializes the device->iommu mapping for the driver */
764 static int __init init_iommu_devices(struct amd_iommu *iommu)
765 {
766         u16 i;
767
768         for (i = iommu->first_device; i <= iommu->last_device; ++i)
769                 set_iommu_for_device(iommu, i);
770
771         return 0;
772 }
773
774 static void __init free_iommu_one(struct amd_iommu *iommu)
775 {
776         free_command_buffer(iommu);
777         free_event_buffer(iommu);
778         iommu_unmap_mmio_space(iommu);
779 }
780
781 static void __init free_iommu_all(void)
782 {
783         struct amd_iommu *iommu, *next;
784
785         for_each_iommu_safe(iommu, next) {
786                 list_del(&iommu->list);
787                 free_iommu_one(iommu);
788                 kfree(iommu);
789         }
790 }
791
792 /*
793  * This function clues the initialization function for one IOMMU
794  * together and also allocates the command buffer and programs the
795  * hardware. It does NOT enable the IOMMU. This is done afterwards.
796  */
797 static int __init init_iommu_one(struct amd_iommu *iommu, struct ivhd_header *h)
798 {
799         spin_lock_init(&iommu->lock);
800         list_add_tail(&iommu->list, &amd_iommu_list);
801
802         /*
803          * Copy data from ACPI table entry to the iommu struct
804          */
805         iommu->dev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS(h->devid), h->devid & 0xff);
806         if (!iommu->dev)
807                 return 1;
808
809         iommu->cap_ptr = h->cap_ptr;
810         iommu->pci_seg = h->pci_seg;
811         iommu->mmio_phys = h->mmio_phys;
812         iommu->mmio_base = iommu_map_mmio_space(h->mmio_phys);
813         if (!iommu->mmio_base)
814                 return -ENOMEM;
815
816         iommu->cmd_buf = alloc_command_buffer(iommu);
817         if (!iommu->cmd_buf)
818                 return -ENOMEM;
819
820         iommu->evt_buf = alloc_event_buffer(iommu);
821         if (!iommu->evt_buf)
822                 return -ENOMEM;
823
824         iommu->int_enabled = false;
825
826         init_iommu_from_pci(iommu);
827         init_iommu_from_acpi(iommu, h);
828         init_iommu_devices(iommu);
829
830         return pci_enable_device(iommu->dev);
831 }
832
833 /*
834  * Iterates over all IOMMU entries in the ACPI table, allocates the
835  * IOMMU structure and initializes it with init_iommu_one()
836  */
837 static int __init init_iommu_all(struct acpi_table_header *table)
838 {
839         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
840         struct ivhd_header *h;
841         struct amd_iommu *iommu;
842         int ret;
843
844         end += table->length;
845         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
846
847         while (p < end) {
848                 h = (struct ivhd_header *)p;
849                 switch (*p) {
850                 case ACPI_IVHD_TYPE:
851
852                         DUMP_printk("IOMMU: device: %02x:%02x.%01x cap: %04x "
853                                     "seg: %d flags: %01x info %04x\n",
854                                     PCI_BUS(h->devid), PCI_SLOT(h->devid),
855                                     PCI_FUNC(h->devid), h->cap_ptr,
856                                     h->pci_seg, h->flags, h->info);
857                         DUMP_printk("       mmio-addr: %016llx\n",
858                                     h->mmio_phys);
859
860                         iommu = kzalloc(sizeof(struct amd_iommu), GFP_KERNEL);
861                         if (iommu == NULL)
862                                 return -ENOMEM;
863                         ret = init_iommu_one(iommu, h);
864                         if (ret)
865                                 return ret;
866                         break;
867                 default:
868                         break;
869                 }
870                 p += h->length;
871
872         }
873         WARN_ON(p != end);
874
875         return 0;
876 }
877
878 /****************************************************************************
879  *
880  * The following functions initialize the MSI interrupts for all IOMMUs
881  * in the system. Its a bit challenging because there could be multiple
882  * IOMMUs per PCI BDF but we can call pci_enable_msi(x) only once per
883  * pci_dev.
884  *
885  ****************************************************************************/
886
887 static int __init iommu_setup_msi(struct amd_iommu *iommu)
888 {
889         int r;
890
891         if (pci_enable_msi(iommu->dev))
892                 return 1;
893
894         r = request_irq(iommu->dev->irq, amd_iommu_int_handler,
895                         IRQF_SAMPLE_RANDOM,
896                         "AMD IOMMU",
897                         NULL);
898
899         if (r) {
900                 pci_disable_msi(iommu->dev);
901                 return 1;
902         }
903
904         iommu->int_enabled = true;
905         iommu_feature_enable(iommu, CONTROL_EVT_INT_EN);
906
907         return 0;
908 }
909
910 static int iommu_init_msi(struct amd_iommu *iommu)
911 {
912         if (iommu->int_enabled)
913                 return 0;
914
915         if (pci_find_capability(iommu->dev, PCI_CAP_ID_MSI))
916                 return iommu_setup_msi(iommu);
917
918         return 1;
919 }
920
921 /****************************************************************************
922  *
923  * The next functions belong to the third pass of parsing the ACPI
924  * table. In this last pass the memory mapping requirements are
925  * gathered (like exclusion and unity mapping reanges).
926  *
927  ****************************************************************************/
928
929 static void __init free_unity_maps(void)
930 {
931         struct unity_map_entry *entry, *next;
932
933         list_for_each_entry_safe(entry, next, &amd_iommu_unity_map, list) {
934                 list_del(&entry->list);
935                 kfree(entry);
936         }
937 }
938
939 /* called when we find an exclusion range definition in ACPI */
940 static int __init init_exclusion_range(struct ivmd_header *m)
941 {
942         int i;
943
944         switch (m->type) {
945         case ACPI_IVMD_TYPE:
946                 set_device_exclusion_range(m->devid, m);
947                 break;
948         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
949                 for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
950                         set_device_exclusion_range(i, m);
951                 break;
952         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
953                 for (i = m->devid; i <= m->aux; ++i)
954                         set_device_exclusion_range(i, m);
955                 break;
956         default:
957                 break;
958         }
959
960         return 0;
961 }
962
963 /* called for unity map ACPI definition */
964 static int __init init_unity_map_range(struct ivmd_header *m)
965 {
966         struct unity_map_entry *e = 0;
967         char *s;
968
969         e = kzalloc(sizeof(*e), GFP_KERNEL);
970         if (e == NULL)
971                 return -ENOMEM;
972
973         switch (m->type) {
974         default:
975                 kfree(e);
976                 return 0;
977         case ACPI_IVMD_TYPE:
978                 s = "IVMD_TYPEi\t\t\t";
979                 e->devid_start = e->devid_end = m->devid;
980                 break;
981         case ACPI_IVMD_TYPE_ALL:
982                 s = "IVMD_TYPE_ALL\t\t";
983                 e->devid_start = 0;
984                 e->devid_end = amd_iommu_last_bdf;
985                 break;
986         case ACPI_IVMD_TYPE_RANGE:
987                 s = "IVMD_TYPE_RANGE\t\t";
988                 e->devid_start = m->devid;
989                 e->devid_end = m->aux;
990                 break;
991         }
992         e->address_start = PAGE_ALIGN(m->range_start);
993         e->address_end = e->address_start + PAGE_ALIGN(m->range_length);
994         e->prot = m->flags >> 1;
995
996         DUMP_printk("%s devid_start: %02x:%02x.%x devid_end: %02x:%02x.%x"
997                     " range_start: %016llx range_end: %016llx flags: %x\n", s,
998                     PCI_BUS(e->devid_start), PCI_SLOT(e->devid_start),
999                     PCI_FUNC(e->devid_start), PCI_BUS(e->devid_end),
1000                     PCI_SLOT(e->devid_end), PCI_FUNC(e->devid_end),
1001                     e->address_start, e->address_end, m->flags);
1002
1003         list_add_tail(&e->list, &amd_iommu_unity_map);
1004
1005         return 0;
1006 }
1007
1008 /* iterates over all memory definitions we find in the ACPI table */
1009 static int __init init_memory_definitions(struct acpi_table_header *table)
1010 {
1011         u8 *p = (u8 *)table, *end = (u8 *)table;
1012         struct ivmd_header *m;
1013
1014         end += table->length;
1015         p += IVRS_HEADER_LENGTH;
1016
1017         while (p < end) {
1018                 m = (struct ivmd_header *)p;
1019                 if (m->flags & IVMD_FLAG_EXCL_RANGE)
1020                         init_exclusion_range(m);
1021                 else if (m->flags & IVMD_FLAG_UNITY_MAP)
1022                         init_unity_map_range(m);
1023
1024                 p += m->length;
1025         }
1026
1027         return 0;
1028 }
1029
1030 /*
1031  * Init the device table to not allow DMA access for devices and
1032  * suppress all page faults
1033  */
1034 static void init_device_table(void)
1035 {
1036         u16 devid;
1037
1038         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid) {
1039                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_VALID);
1040                 set_dev_entry_bit(devid, DEV_ENTRY_TRANSLATION);
1041         }
1042 }
1043
1044 /*
1045  * This function finally enables all IOMMUs found in the system after
1046  * they have been initialized
1047  */
1048 static void enable_iommus(void)
1049 {
1050         struct amd_iommu *iommu;
1051
1052         for_each_iommu(iommu) {
1053                 iommu_disable(iommu);
1054                 iommu_set_device_table(iommu);
1055                 iommu_enable_command_buffer(iommu);
1056                 iommu_enable_event_buffer(iommu);
1057                 iommu_set_exclusion_range(iommu);
1058                 iommu_init_msi(iommu);
1059                 iommu_enable(iommu);
1060         }
1061 }
1062
1063 static void disable_iommus(void)
1064 {
1065         struct amd_iommu *iommu;
1066
1067         for_each_iommu(iommu)
1068                 iommu_disable(iommu);
1069 }
1070
1071 /*
1072  * Suspend/Resume support
1073  * disable suspend until real resume implemented
1074  */
1075
1076 static int amd_iommu_resume(struct sys_device *dev)
1077 {
1078         /*
1079          * Disable IOMMUs before reprogramming the hardware registers.
1080          * IOMMU is still enabled from the resume kernel.
1081          */
1082         disable_iommus();
1083
1084         /* re-load the hardware */
1085         enable_iommus();
1086
1087         /*
1088          * we have to flush after the IOMMUs are enabled because a
1089          * disabled IOMMU will never execute the commands we send
1090          */
1091         amd_iommu_flush_all_domains();
1092         amd_iommu_flush_all_devices();
1093
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 static int amd_iommu_suspend(struct sys_device *dev, pm_message_t state)
1098 {
1099         /* disable IOMMUs to go out of the way for BIOS */
1100         disable_iommus();
1101
1102         return 0;
1103 }
1104
1105 static struct sysdev_class amd_iommu_sysdev_class = {
1106         .name = "amd_iommu",
1107         .suspend = amd_iommu_suspend,
1108         .resume = amd_iommu_resume,
1109 };
1110
1111 static struct sys_device device_amd_iommu = {
1112         .id = 0,
1113         .cls = &amd_iommu_sysdev_class,
1114 };
1115
1116 /*
1117  * This is the core init function for AMD IOMMU hardware in the system.
1118  * This function is called from the generic x86 DMA layer initialization
1119  * code.
1120  *
1121  * This function basically parses the ACPI table for AMD IOMMU (IVRS)
1122  * three times:
1123  *
1124  *      1 pass) Find the highest PCI device id the driver has to handle.
1125  *              Upon this information the size of the data structures is
1126  *              determined that needs to be allocated.
1127  *
1128  *      2 pass) Initialize the data structures just allocated with the
1129  *              information in the ACPI table about available AMD IOMMUs
1130  *              in the system. It also maps the PCI devices in the
1131  *              system to specific IOMMUs
1132  *
1133  *      3 pass) After the basic data structures are allocated and
1134  *              initialized we update them with information about memory
1135  *              remapping requirements parsed out of the ACPI table in
1136  *              this last pass.
1137  *
1138  * After that the hardware is initialized and ready to go. In the last
1139  * step we do some Linux specific things like registering the driver in
1140  * the dma_ops interface and initializing the suspend/resume support
1141  * functions. Finally it prints some information about AMD IOMMUs and
1142  * the driver state and enables the hardware.
1143  */
1144 int __init amd_iommu_init(void)
1145 {
1146         int i, ret = 0;
1147
1148
1149         if (no_iommu) {
1150                 printk(KERN_INFO "AMD IOMMU disabled by kernel command line\n");
1151                 return 0;
1152         }
1153
1154         if (!amd_iommu_detected)
1155                 return -ENODEV;
1156
1157         /*
1158          * First parse ACPI tables to find the largest Bus/Dev/Func
1159          * we need to handle. Upon this information the shared data
1160          * structures for the IOMMUs in the system will be allocated
1161          */
1162         if (acpi_table_parse("IVRS", find_last_devid_acpi) != 0)
1163                 return -ENODEV;
1164
1165         dev_table_size     = tbl_size(DEV_TABLE_ENTRY_SIZE);
1166         alias_table_size   = tbl_size(ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE);
1167         rlookup_table_size = tbl_size(RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE);
1168
1169         ret = -ENOMEM;
1170
1171         /* Device table - directly used by all IOMMUs */
1172         amd_iommu_dev_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1173                                       get_order(dev_table_size));
1174         if (amd_iommu_dev_table == NULL)
1175                 goto out;
1176
1177         /*
1178          * Alias table - map PCI Bus/Dev/Func to Bus/Dev/Func the
1179          * IOMMU see for that device
1180          */
1181         amd_iommu_alias_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL,
1182                         get_order(alias_table_size));
1183         if (amd_iommu_alias_table == NULL)
1184                 goto free;
1185
1186         /* IOMMU rlookup table - find the IOMMU for a specific device */
1187         amd_iommu_rlookup_table = (void *)__get_free_pages(
1188                         GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1189                         get_order(rlookup_table_size));
1190         if (amd_iommu_rlookup_table == NULL)
1191                 goto free;
1192
1193         /*
1194          * Protection Domain table - maps devices to protection domains
1195          * This table has the same size as the rlookup_table
1196          */
1197         amd_iommu_pd_table = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1198                                      get_order(rlookup_table_size));
1199         if (amd_iommu_pd_table == NULL)
1200                 goto free;
1201
1202         amd_iommu_pd_alloc_bitmap = (void *)__get_free_pages(
1203                                             GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
1204                                             get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1205         if (amd_iommu_pd_alloc_bitmap == NULL)
1206                 goto free;
1207
1208         /* init the device table */
1209         init_device_table();
1210
1211         /*
1212          * let all alias entries point to itself
1213          */
1214         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i)
1215                 amd_iommu_alias_table[i] = i;
1216
1217         /*
1218          * never allocate domain 0 because its used as the non-allocated and
1219          * error value placeholder
1220          */
1221         amd_iommu_pd_alloc_bitmap[0] = 1;
1222
1223         /*
1224          * now the data structures are allocated and basically initialized
1225          * start the real acpi table scan
1226          */
1227         ret = -ENODEV;
1228         if (acpi_table_parse("IVRS", init_iommu_all) != 0)
1229                 goto free;
1230
1231         if (acpi_table_parse("IVRS", init_memory_definitions) != 0)
1232                 goto free;
1233
1234         ret = sysdev_class_register(&amd_iommu_sysdev_class);
1235         if (ret)
1236                 goto free;
1237
1238         ret = sysdev_register(&device_amd_iommu);
1239         if (ret)
1240                 goto free;
1241
1242         ret = amd_iommu_init_dma_ops();
1243         if (ret)
1244                 goto free;
1245
1246         enable_iommus();
1247
1248         printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: device isolation ");
1249         if (amd_iommu_isolate)
1250                 printk("enabled\n");
1251         else
1252                 printk("disabled\n");
1253
1254         if (amd_iommu_unmap_flush)
1255                 printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: IO/TLB flush on unmap enabled\n");
1256         else
1257                 printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: Lazy IO/TLB flushing enabled\n");
1258
1259 out:
1260         return ret;
1261
1262 free:
1263         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_alloc_bitmap,
1264                    get_order(MAX_DOMAIN_ID/8));
1265
1266         free_pages((unsigned long)amd_iommu_pd_table,
1267                    get_order(rlookup_table_size));
1268
1269         free_pages((unsigned long)amd_iommu_rlookup_table,
1270                    get_order(rlookup_table_size));
1271
1272         free_pages((unsigned long)amd_iommu_alias_table,
1273                    get_order(alias_table_size));
1274
1275         free_pages((unsigned long)amd_iommu_dev_table,
1276                    get_order(dev_table_size));
1277
1278         free_iommu_all();
1279
1280         free_unity_maps();
1281
1282         goto out;
1283 }
1284
1285 void amd_iommu_shutdown(void)
1286 {
1287         disable_iommus();
1288 }
1289
1290 /****************************************************************************
1291  *
1292  * Early detect code. This code runs at IOMMU detection time in the DMA
1293  * layer. It just looks if there is an IVRS ACPI table to detect AMD
1294  * IOMMUs
1295  *
1296  ****************************************************************************/
1297 static int __init early_amd_iommu_detect(struct acpi_table_header *table)
1298 {
1299         return 0;
1300 }
1301
1302 void __init amd_iommu_detect(void)
1303 {
1304         if (swiotlb || no_iommu || (iommu_detected && !gart_iommu_aperture))
1305                 return;
1306
1307         if (acpi_table_parse("IVRS", early_amd_iommu_detect) == 0) {
1308                 iommu_detected = 1;
1309                 amd_iommu_detected = 1;
1310 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
1311                 gart_iommu_aperture_disabled = 1;
1312                 gart_iommu_aperture = 0;
1313 #endif
1314         }
1315 }
1316
1317 /****************************************************************************
1318  *
1319  * Parsing functions for the AMD IOMMU specific kernel command line
1320  * options.
1321  *
1322  ****************************************************************************/
1323
1324 static int __init parse_amd_iommu_dump(char *str)
1325 {
1326         amd_iommu_dump = true;
1327
1328         return 1;
1329 }
1330
1331 static int __init parse_amd_iommu_options(char *str)
1332 {
1333         for (; *str; ++str) {
1334                 if (strncmp(str, "isolate", 7) == 0)
1335                         amd_iommu_isolate = true;
1336                 if (strncmp(str, "share", 5) == 0)
1337                         amd_iommu_isolate = false;
1338                 if (strncmp(str, "fullflush", 9) == 0)
1339                         amd_iommu_unmap_flush = true;
1340         }
1341
1342         return 1;
1343 }
1344
1345 __setup("amd_iommu_dump", parse_amd_iommu_dump);
1346 __setup("amd_iommu=", parse_amd_iommu_options);