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