device create: misc: convert device_create_drvdata to device_create
[safe/jmp/linux-2.6] / drivers / pci / intel-iommu.c
index 585e188..389fdd6 100644 (file)
  * this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  * Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  *
- * Copyright (C) Ashok Raj <ashok.raj@intel.com>
- * Copyright (C) Shaohua Li <shaohua.li@intel.com>
- * Copyright (C) Anil S Keshavamurthy <anil.s.keshavamurthy@intel.com>
+ * Copyright (C) 2006-2008 Intel Corporation
+ * Author: Ashok Raj <ashok.raj@intel.com>
+ * Author: Shaohua Li <shaohua.li@intel.com>
+ * Author: Anil S Keshavamurthy <anil.s.keshavamurthy@intel.com>
  */
 
 #include <linux/init.h>
 #include <linux/bitmap.h>
+#include <linux/debugfs.h>
 #include <linux/slab.h>
 #include <linux/irq.h>
 #include <linux/interrupt.h>
 #include <linux/dmar.h>
 #include <linux/dma-mapping.h>
 #include <linux/mempool.h>
+#include <linux/timer.h>
 #include "iova.h"
 #include "intel-iommu.h"
 #include <asm/proto.h> /* force_iommu in this header in x86-64*/
 #include <asm/cacheflush.h>
-#include <asm/gart.h>
+#include <asm/iommu.h>
 #include "pci.h"
 
 #define IS_GFX_DEVICE(pdev) ((pdev->class >> 16) == PCI_BASE_CLASS_DISPLAY)
 
 #define DEFAULT_DOMAIN_ADDRESS_WIDTH 48
 
-#define DMAR_OPERATION_TIMEOUT (HZ*60) /* 1m */
-
 #define DOMAIN_MAX_ADDR(gaw) ((((u64)1) << gaw) - 1)
 
+
+static void flush_unmaps_timeout(unsigned long data);
+
+DEFINE_TIMER(unmap_timer,  flush_unmaps_timeout, 0, 0);
+
+#define HIGH_WATER_MARK 250
+struct deferred_flush_tables {
+       int next;
+       struct iova *iova[HIGH_WATER_MARK];
+       struct dmar_domain *domain[HIGH_WATER_MARK];
+};
+
+static struct deferred_flush_tables *deferred_flush;
+
+/* bitmap for indexing intel_iommus */
+static int g_num_of_iommus;
+
+static DEFINE_SPINLOCK(async_umap_flush_lock);
+static LIST_HEAD(unmaps_to_do);
+
+static int timer_on;
+static long list_size;
+
 static void domain_remove_dev_info(struct dmar_domain *domain);
 
-static int dmar_disabled;
+int dmar_disabled;
 static int __initdata dmar_map_gfx = 1;
 static int dmar_forcedac;
+static int intel_iommu_strict;
 
 #define DUMMY_DEVICE_DOMAIN_INFO ((struct device_domain_info *)(-1))
 static DEFINE_SPINLOCK(device_domain_lock);
@@ -73,9 +98,13 @@ static int __init intel_iommu_setup(char *str)
                        printk(KERN_INFO
                                "Intel-IOMMU: disable GFX device mapping\n");
                } else if (!strncmp(str, "forcedac", 8)) {
-                       printk (KERN_INFO
+                       printk(KERN_INFO
                                "Intel-IOMMU: Forcing DAC for PCI devices\n");
                        dmar_forcedac = 1;
+               } else if (!strncmp(str, "strict", 6)) {
+                       printk(KERN_INFO
+                               "Intel-IOMMU: disable batched IOTLB flush\n");
+                       intel_iommu_strict = 1;
                }
 
                str += strcspn(str, ",");
@@ -152,13 +181,6 @@ void free_iova_mem(struct iova *iova)
        kmem_cache_free(iommu_iova_cache, iova);
 }
 
-static inline void __iommu_flush_cache(
-       struct intel_iommu *iommu, void *addr, int size)
-{
-       if (!ecap_coherent(iommu->ecap))
-               clflush_cache_range(addr, size);
-}
-
 /* Gets context entry for a given bus and devfn */
 static struct context_entry * device_to_context_entry(struct intel_iommu *iommu,
                u8 bus, u8 devfn)
@@ -455,19 +477,6 @@ static int iommu_alloc_root_entry(struct intel_iommu *iommu)
        return 0;
 }
 
-#define IOMMU_WAIT_OP(iommu, offset, op, cond, sts) \
-{\
-       unsigned long start_time = jiffies;\
-       while (1) {\
-               sts = op (iommu->reg + offset);\
-               if (cond)\
-                       break;\
-               if (time_after(jiffies, start_time + DMAR_OPERATION_TIMEOUT))\
-                       panic("DMAR hardware is malfunctioning\n");\
-               cpu_relax();\
-       }\
-}
-
 static void iommu_set_root_entry(struct intel_iommu *iommu)
 {
        void *addr;
@@ -745,7 +754,7 @@ static int iommu_disable_translation(struct intel_iommu *iommu)
 
 /* iommu interrupt handling. Most stuff are MSI-like. */
 
-static char *fault_reason_strings[] =
+static const char *fault_reason_strings[] =
 {
        "Software",
        "Present bit in root entry is clear",
@@ -760,14 +769,13 @@ static char *fault_reason_strings[] =
        "non-zero reserved fields in RTP",
        "non-zero reserved fields in CTP",
        "non-zero reserved fields in PTE",
-       "Unknown"
 };
 #define MAX_FAULT_REASON_IDX   (ARRAY_SIZE(fault_reason_strings) - 1)
 
-char *dmar_get_fault_reason(u8 fault_reason)
+const char *dmar_get_fault_reason(u8 fault_reason)
 {
-       if (fault_reason >= MAX_FAULT_REASON_IDX)
-               return fault_reason_strings[MAX_FAULT_REASON_IDX - 1];
+       if (fault_reason > MAX_FAULT_REASON_IDX)
+               return "Unknown";
        else
                return fault_reason_strings[fault_reason];
 }
@@ -825,7 +833,7 @@ void dmar_msi_read(int irq, struct msi_msg *msg)
 static int iommu_page_fault_do_one(struct intel_iommu *iommu, int type,
                u8 fault_reason, u16 source_id, u64 addr)
 {
-       char *reason;
+       const char *reason;
 
        reason = dmar_get_fault_reason(fault_reason);
 
@@ -958,6 +966,8 @@ static int iommu_init_domains(struct intel_iommu *iommu)
                return -ENOMEM;
        }
 
+       spin_lock_init(&iommu->lock);
+
        /*
         * if Caching mode is set, then invalid translations are tagged
         * with domainid 0. Hence we need to pre-allocate it.
@@ -967,65 +977,14 @@ static int iommu_init_domains(struct intel_iommu *iommu)
        return 0;
 }
 
-static struct intel_iommu *alloc_iommu(struct dmar_drhd_unit *drhd)
-{
-       struct intel_iommu *iommu;
-       int ret;
-       int map_size;
-       u32 ver;
-
-       iommu = kzalloc(sizeof(*iommu), GFP_KERNEL);
-       if (!iommu)
-               return NULL;
-       iommu->reg = ioremap(drhd->reg_base_addr, PAGE_SIZE_4K);
-       if (!iommu->reg) {
-               printk(KERN_ERR "IOMMU: can't map the region\n");
-               goto error;
-       }
-       iommu->cap = dmar_readq(iommu->reg + DMAR_CAP_REG);
-       iommu->ecap = dmar_readq(iommu->reg + DMAR_ECAP_REG);
-
-       /* the registers might be more than one page */
-       map_size = max_t(int, ecap_max_iotlb_offset(iommu->ecap),
-               cap_max_fault_reg_offset(iommu->cap));
-       map_size = PAGE_ALIGN_4K(map_size);
-       if (map_size > PAGE_SIZE_4K) {
-               iounmap(iommu->reg);
-               iommu->reg = ioremap(drhd->reg_base_addr, map_size);
-               if (!iommu->reg) {
-                       printk(KERN_ERR "IOMMU: can't map the region\n");
-                       goto error;
-               }
-       }
-
-       ver = readl(iommu->reg + DMAR_VER_REG);
-       pr_debug("IOMMU %llx: ver %d:%d cap %llx ecap %llx\n",
-               drhd->reg_base_addr, DMAR_VER_MAJOR(ver), DMAR_VER_MINOR(ver),
-               iommu->cap, iommu->ecap);
-       ret = iommu_init_domains(iommu);
-       if (ret)
-               goto error_unmap;
-       spin_lock_init(&iommu->lock);
-       spin_lock_init(&iommu->register_lock);
-
-       drhd->iommu = iommu;
-       return iommu;
-error_unmap:
-       iounmap(iommu->reg);
-error:
-       kfree(iommu);
-       return NULL;
-}
 
 static void domain_exit(struct dmar_domain *domain);
-static void free_iommu(struct intel_iommu *iommu)
+
+void free_dmar_iommu(struct intel_iommu *iommu)
 {
        struct dmar_domain *domain;
        int i;
 
-       if (!iommu)
-               return;
-
        i = find_first_bit(iommu->domain_ids, cap_ndoms(iommu->cap));
        for (; i < cap_ndoms(iommu->cap); ) {
                domain = iommu->domains[i];
@@ -1050,10 +1009,6 @@ static void free_iommu(struct intel_iommu *iommu)
 
        /* free context mapping */
        free_context_table(iommu);
-
-       if (iommu->reg)
-               iounmap(iommu->reg);
-       kfree(iommu);
 }
 
 static struct dmar_domain * iommu_alloc_domain(struct intel_iommu *iommu)
@@ -1097,6 +1052,8 @@ static void iommu_free_domain(struct dmar_domain *domain)
 }
 
 static struct iova_domain reserved_iova_list;
+static struct lock_class_key reserved_alloc_key;
+static struct lock_class_key reserved_rbtree_key;
 
 static void dmar_init_reserved_ranges(void)
 {
@@ -1107,6 +1064,11 @@ static void dmar_init_reserved_ranges(void)
 
        init_iova_domain(&reserved_iova_list, DMA_32BIT_PFN);
 
+       lockdep_set_class(&reserved_iova_list.iova_alloc_lock,
+               &reserved_alloc_key);
+       lockdep_set_class(&reserved_iova_list.iova_rbtree_lock,
+               &reserved_rbtree_key);
+
        /* IOAPIC ranges shouldn't be accessed by DMA */
        iova = reserve_iova(&reserved_iova_list, IOVA_PFN(IOAPIC_RANGE_START),
                IOVA_PFN(IOAPIC_RANGE_END));
@@ -1391,37 +1353,6 @@ find_domain(struct pci_dev *pdev)
        return NULL;
 }
 
-static int dmar_pci_device_match(struct pci_dev *devices[], int cnt,
-     struct pci_dev *dev)
-{
-       int index;
-
-       while (dev) {
-               for (index = 0; index < cnt; index ++)
-                       if (dev == devices[index])
-                               return 1;
-
-               /* Check our parent */
-               dev = dev->bus->self;
-       }
-
-       return 0;
-}
-
-static struct dmar_drhd_unit *
-dmar_find_matched_drhd_unit(struct pci_dev *dev)
-{
-       struct dmar_drhd_unit *drhd = NULL;
-
-       list_for_each_entry(drhd, &dmar_drhd_units, list) {
-               if (drhd->include_all || dmar_pci_device_match(drhd->devices,
-                                               drhd->devices_cnt, dev))
-                       return drhd;
-       }
-
-       return NULL;
-}
-
 /* domain is initialized */
 static struct dmar_domain *get_domain_for_dev(struct pci_dev *pdev, int gaw)
 {
@@ -1602,12 +1533,43 @@ static inline int iommu_prepare_rmrr_dev(struct dmar_rmrr_unit *rmrr,
 }
 
 #ifdef CONFIG_DMAR_GFX_WA
-extern int arch_get_ram_range(int slot, u64 *addr, u64 *size);
+struct iommu_prepare_data {
+       struct pci_dev *pdev;
+       int ret;
+};
+
+static int __init iommu_prepare_work_fn(unsigned long start_pfn,
+                                        unsigned long end_pfn, void *datax)
+{
+       struct iommu_prepare_data *data;
+
+       data = (struct iommu_prepare_data *)datax;
+
+       data->ret = iommu_prepare_identity_map(data->pdev,
+                               start_pfn<<PAGE_SHIFT, end_pfn<<PAGE_SHIFT);
+       return data->ret;
+
+}
+
+static int __init iommu_prepare_with_active_regions(struct pci_dev *pdev)
+{
+       int nid;
+       struct iommu_prepare_data data;
+
+       data.pdev = pdev;
+       data.ret = 0;
+
+       for_each_online_node(nid) {
+               work_with_active_regions(nid, iommu_prepare_work_fn, &data);
+               if (data.ret)
+                       return data.ret;
+       }
+       return data.ret;
+}
+
 static void __init iommu_prepare_gfx_mapping(void)
 {
        struct pci_dev *pdev = NULL;
-       u64 base, size;
-       int slot;
        int ret;
 
        for_each_pci_dev(pdev) {
@@ -1616,17 +1578,9 @@ static void __init iommu_prepare_gfx_mapping(void)
                        continue;
                printk(KERN_INFO "IOMMU: gfx device %s 1-1 mapping\n",
                        pci_name(pdev));
-               slot = arch_get_ram_range(0, &base, &size);
-               while (slot >= 0) {
-                       ret = iommu_prepare_identity_map(pdev,
-                                       base, base + size);
-                       if (ret)
-                               goto error;
-                       slot = arch_get_ram_range(slot, &base, &size);
-               }
-               continue;
-error:
-               printk(KERN_ERR "IOMMU: mapping reserved region failed\n");
+               ret = iommu_prepare_with_active_regions(pdev);
+               if (ret)
+                       printk(KERN_ERR "IOMMU: mapping reserved region failed\n");
        }
 }
 #endif
@@ -1662,7 +1616,7 @@ int __init init_dmars(void)
        struct dmar_rmrr_unit *rmrr;
        struct pci_dev *pdev;
        struct intel_iommu *iommu;
-       int ret, unit = 0;
+       int i, ret, unit = 0;
 
        /*
         * for each drhd
@@ -1671,13 +1625,30 @@ int __init init_dmars(void)
         * endfor
         */
        for_each_drhd_unit(drhd) {
+               g_num_of_iommus++;
+               /*
+                * lock not needed as this is only incremented in the single
+                * threaded kernel __init code path all other access are read
+                * only
+                */
+       }
+
+       deferred_flush = kzalloc(g_num_of_iommus *
+               sizeof(struct deferred_flush_tables), GFP_KERNEL);
+       if (!deferred_flush) {
+               ret = -ENOMEM;
+               goto error;
+       }
+
+       for_each_drhd_unit(drhd) {
                if (drhd->ignored)
                        continue;
-               iommu = alloc_iommu(drhd);
-               if (!iommu) {
-                       ret = -ENOMEM;
+
+               iommu = drhd->iommu;
+
+               ret = iommu_init_domains(iommu);
+               if (ret)
                        goto error;
-               }
 
                /*
                 * TBD:
@@ -1706,7 +1677,6 @@ int __init init_dmars(void)
         * endfor
         */
        for_each_rmrr_units(rmrr) {
-               int i;
                for (i = 0; i < rmrr->devices_cnt; i++) {
                        pdev = rmrr->devices[i];
                        /* some BIOS lists non-exist devices in DMAR table */
@@ -1843,32 +1813,31 @@ get_valid_domain_for_dev(struct pci_dev *pdev)
        return domain;
 }
 
-static dma_addr_t intel_map_single(struct device *hwdev, void *addr,
-       size_t size, int dir)
+static dma_addr_t
+intel_map_single(struct device *hwdev, phys_addr_t paddr, size_t size, int dir)
 {
        struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(hwdev);
-       int ret;
        struct dmar_domain *domain;
-       unsigned long start_addr;
+       unsigned long start_paddr;
        struct iova *iova;
        int prot = 0;
+       int ret;
 
        BUG_ON(dir == DMA_NONE);
        if (pdev->dev.archdata.iommu == DUMMY_DEVICE_DOMAIN_INFO)
-               return virt_to_bus(addr);
+               return paddr;
 
        domain = get_valid_domain_for_dev(pdev);
        if (!domain)
                return 0;
 
-       addr = (void *)virt_to_phys(addr);
-       size = aligned_size((u64)addr, size);
+       size = aligned_size((u64)paddr, size);
 
        iova = __intel_alloc_iova(hwdev, domain, size);
        if (!iova)
                goto error;
 
-       start_addr = iova->pfn_lo << PAGE_SHIFT_4K;
+       start_paddr = iova->pfn_lo << PAGE_SHIFT_4K;
 
        /*
         * Check if DMAR supports zero-length reads on write only
@@ -1880,36 +1849,93 @@ static dma_addr_t intel_map_single(struct device *hwdev, void *addr,
        if (dir == DMA_FROM_DEVICE || dir == DMA_BIDIRECTIONAL)
                prot |= DMA_PTE_WRITE;
        /*
-        * addr - (addr + size) might be partial page, we should map the whole
+        * paddr - (paddr + size) might be partial page, we should map the whole
         * page.  Note: if two part of one page are separately mapped, we
-        * might have two guest_addr mapping to the same host addr, but this
+        * might have two guest_addr mapping to the same host paddr, but this
         * is not a big problem
         */
-       ret = domain_page_mapping(domain, start_addr,
-               ((u64)addr) & PAGE_MASK_4K, size, prot);
+       ret = domain_page_mapping(domain, start_paddr,
+               ((u64)paddr) & PAGE_MASK_4K, size, prot);
        if (ret)
                goto error;
 
        pr_debug("Device %s request: %lx@%llx mapping: %lx@%llx, dir %d\n",
-               pci_name(pdev), size, (u64)addr,
-               size, (u64)start_addr, dir);
+               pci_name(pdev), size, (u64)paddr,
+               size, (u64)start_paddr, dir);
 
        /* it's a non-present to present mapping */
        ret = iommu_flush_iotlb_psi(domain->iommu, domain->id,
-                       start_addr, size >> PAGE_SHIFT_4K, 1);
+                       start_paddr, size >> PAGE_SHIFT_4K, 1);
        if (ret)
                iommu_flush_write_buffer(domain->iommu);
 
-       return (start_addr + ((u64)addr & (~PAGE_MASK_4K)));
+       return (start_paddr + ((u64)paddr & (~PAGE_MASK_4K)));
 
 error:
        if (iova)
                __free_iova(&domain->iovad, iova);
        printk(KERN_ERR"Device %s request: %lx@%llx dir %d --- failed\n",
-               pci_name(pdev), size, (u64)addr, dir);
+               pci_name(pdev), size, (u64)paddr, dir);
        return 0;
 }
 
+static void flush_unmaps(void)
+{
+       int i, j;
+
+       timer_on = 0;
+
+       /* just flush them all */
+       for (i = 0; i < g_num_of_iommus; i++) {
+               if (deferred_flush[i].next) {
+                       struct intel_iommu *iommu =
+                               deferred_flush[i].domain[0]->iommu;
+
+                       iommu_flush_iotlb_global(iommu, 0);
+                       for (j = 0; j < deferred_flush[i].next; j++) {
+                               __free_iova(&deferred_flush[i].domain[j]->iovad,
+                                               deferred_flush[i].iova[j]);
+                       }
+                       deferred_flush[i].next = 0;
+               }
+       }
+
+       list_size = 0;
+}
+
+static void flush_unmaps_timeout(unsigned long data)
+{
+       unsigned long flags;
+
+       spin_lock_irqsave(&async_umap_flush_lock, flags);
+       flush_unmaps();
+       spin_unlock_irqrestore(&async_umap_flush_lock, flags);
+}
+
+static void add_unmap(struct dmar_domain *dom, struct iova *iova)
+{
+       unsigned long flags;
+       int next, iommu_id;
+
+       spin_lock_irqsave(&async_umap_flush_lock, flags);
+       if (list_size == HIGH_WATER_MARK)
+               flush_unmaps();
+
+       iommu_id = dom->iommu->seq_id;
+
+       next = deferred_flush[iommu_id].next;
+       deferred_flush[iommu_id].domain[next] = dom;
+       deferred_flush[iommu_id].iova[next] = iova;
+       deferred_flush[iommu_id].next++;
+
+       if (!timer_on) {
+               mod_timer(&unmap_timer, jiffies + msecs_to_jiffies(10));
+               timer_on = 1;
+       }
+       list_size++;
+       spin_unlock_irqrestore(&async_umap_flush_lock, flags);
+}
+
 static void intel_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t dev_addr,
        size_t size, int dir)
 {
@@ -1937,13 +1963,19 @@ static void intel_unmap_single(struct device *dev, dma_addr_t dev_addr,
        dma_pte_clear_range(domain, start_addr, start_addr + size);
        /* free page tables */
        dma_pte_free_pagetable(domain, start_addr, start_addr + size);
-
-       if (iommu_flush_iotlb_psi(domain->iommu, domain->id, start_addr,
-                       size >> PAGE_SHIFT_4K, 0))
-               iommu_flush_write_buffer(domain->iommu);
-
-       /* free iova */
-       __free_iova(&domain->iovad, iova);
+       if (intel_iommu_strict) {
+               if (iommu_flush_iotlb_psi(domain->iommu,
+                       domain->id, start_addr, size >> PAGE_SHIFT_4K, 0))
+                       iommu_flush_write_buffer(domain->iommu);
+               /* free iova */
+               __free_iova(&domain->iovad, iova);
+       } else {
+               add_unmap(domain, iova);
+               /*
+                * queue up the release of the unmap to save the 1/6th of the
+                * cpu used up by the iotlb flush operation...
+                */
+       }
 }
 
 static void * intel_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
@@ -1961,7 +1993,7 @@ static void * intel_alloc_coherent(struct device *hwdev, size_t size,
                return NULL;
        memset(vaddr, 0, size);
 
-       *dma_handle = intel_map_single(hwdev, vaddr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
+       *dma_handle = intel_map_single(hwdev, virt_to_bus(vaddr), size, DMA_BIDIRECTIONAL);
        if (*dma_handle)
                return vaddr;
        free_pages((unsigned long)vaddr, order);
@@ -2206,15 +2238,6 @@ static void __init iommu_exit_mempool(void)
 
 }
 
-void __init detect_intel_iommu(void)
-{
-       if (swiotlb || no_iommu || iommu_detected || dmar_disabled)
-               return;
-       if (early_dmar_detect()) {
-               iommu_detected = 1;
-       }
-}
-
 static void __init init_no_remapping_devices(void)
 {
        struct dmar_drhd_unit *drhd;
@@ -2261,12 +2284,19 @@ int __init intel_iommu_init(void)
 {
        int ret = 0;
 
-       if (no_iommu || swiotlb || dmar_disabled)
-               return -ENODEV;
-
        if (dmar_table_init())
                return  -ENODEV;
 
+       if (dmar_dev_scope_init())
+               return  -ENODEV;
+
+       /*
+        * Check the need for DMA-remapping initialization now.
+        * Above initialization will also be used by Interrupt-remapping.
+        */
+       if (no_iommu || swiotlb || dmar_disabled)
+               return -ENODEV;
+
        iommu_init_mempool();
        dmar_init_reserved_ranges();
 
@@ -2282,6 +2312,7 @@ int __init intel_iommu_init(void)
        printk(KERN_INFO
        "PCI-DMA: Intel(R) Virtualization Technology for Directed I/O\n");
 
+       init_timer(&unmap_timer);
        force_iommu = 1;
        dma_ops = &intel_dma_ops;
        return 0;