git.oblomov.eu Git - linux-2.6/blob - arch/x86/kernel/amd_iommu.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/gfp.h>
  22 #include <linux/bitops.h>
  23 #include <linux/debugfs.h>
  24 #include <linux/scatterlist.h>
  25 #include <linux/dma-mapping.h>
  26 #include <linux/iommu-helper.h>
  27 #include <linux/iommu.h>
  28 #include <asm/proto.h>
  29 #include <asm/iommu.h>
  30 #include <asm/gart.h>
  31 #include <asm/amd_iommu_types.h>
  32 #include <asm/amd_iommu.h>
  33
  34 #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
  35
  36 #define EXIT_LOOP_COUNT 10000000
  37
  38 static DEFINE_RWLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
  39
  40 /* A list of preallocated protection domains */
  41 static LIST_HEAD(iommu_pd_list);
  42 static DEFINE_SPINLOCK(iommu_pd_list_lock);
  43
  44 #ifdef CONFIG_IOMMU_API
  45 static struct iommu_ops amd_iommu_ops;
  46 #endif
  47
  48 /*
  49  * general struct to manage commands send to an IOMMU
  50  */
  51 struct iommu_cmd {
  52         u32 data[4];
  53 };
  54
  55 static int dma_ops_unity_map(struct dma_ops_domain *dma_dom,
  56                              struct unity_map_entry *e);
  57 static struct dma_ops_domain *find_protection_domain(u16 devid);
  58 static u64* alloc_pte(struct protection_domain *dom,
  59                       unsigned long address, u64
  60                       **pte_page, gfp_t gfp);
  61 static void dma_ops_reserve_addresses(struct dma_ops_domain *dom,
  62                                       unsigned long start_page,
  63                                       unsigned int pages);
  64
  65 #ifndef BUS_NOTIFY_UNBOUND_DRIVER
  66 #define BUS_NOTIFY_UNBOUND_DRIVER 0x0005
  67 #endif
  68
  69 #ifdef CONFIG_AMD_IOMMU_STATS
  70
  71 /*
  72  * Initialization code for statistics collection
  73  */
  74
  75 DECLARE_STATS_COUNTER(compl_wait);
  76 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_map_single);
  77 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_unmap_single);
  78 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_map_sg);
  79 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_unmap_sg);
  80 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_alloc_coherent);
  81 DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_free_coherent);
  82 DECLARE_STATS_COUNTER(cross_page);
  83 DECLARE_STATS_COUNTER(domain_flush_single);
  84 DECLARE_STATS_COUNTER(domain_flush_all);
  85 DECLARE_STATS_COUNTER(alloced_io_mem);
  86 DECLARE_STATS_COUNTER(total_map_requests);
  87
  88 static struct dentry *stats_dir;
  89 static struct dentry *de_isolate;
  90 static struct dentry *de_fflush;
  91
  92 static void amd_iommu_stats_add(struct __iommu_counter *cnt)
  93 {
  94         if (stats_dir == NULL)
  95                 return;
  96
  97         cnt->dent = debugfs_create_u64(cnt->name, 0444, stats_dir,
  98                                        &cnt->value);
  99 }
 100
 101 static void amd_iommu_stats_init(void)
 102 {
 103         stats_dir = debugfs_create_dir("amd-iommu", NULL);
 104         if (stats_dir == NULL)
 105                 return;
 106
 107         de_isolate = debugfs_create_bool("isolation", 0444, stats_dir,
 108                                          (u32 *)&amd_iommu_isolate);
 109
 110         de_fflush  = debugfs_create_bool("fullflush", 0444, stats_dir,
 111                                          (u32 *)&amd_iommu_unmap_flush);
 112
 113         amd_iommu_stats_add(&compl_wait);
 114         amd_iommu_stats_add(&cnt_map_single);
 115         amd_iommu_stats_add(&cnt_unmap_single);
 116         amd_iommu_stats_add(&cnt_map_sg);
 117         amd_iommu_stats_add(&cnt_unmap_sg);
 118         amd_iommu_stats_add(&cnt_alloc_coherent);
 119         amd_iommu_stats_add(&cnt_free_coherent);
 120         amd_iommu_stats_add(&cross_page);
 121         amd_iommu_stats_add(&domain_flush_single);
 122         amd_iommu_stats_add(&domain_flush_all);
 123         amd_iommu_stats_add(&alloced_io_mem);
 124         amd_iommu_stats_add(&total_map_requests);
 125 }
 126
 127 #endif
 128
 129 /* returns !0 if the IOMMU is caching non-present entries in its TLB */
 130 static int iommu_has_npcache(struct amd_iommu *iommu)
 131 {
 132         return iommu->cap & (1UL << IOMMU_CAP_NPCACHE);
 133 }
 134
 135 /****************************************************************************
 136  *
 137  * Interrupt handling functions
 138  *
 139  ****************************************************************************/
 140
 141 static void iommu_print_event(void *__evt)
 142 {
 143         u32 *event = __evt;
 144         int type  = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
 145         int devid = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
 146         int domid = (event[1] >> EVENT_DOMID_SHIFT) & EVENT_DOMID_MASK;
 147         int flags = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
 148         u64 address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
 149
 150         printk(KERN_ERR "AMD IOMMU: Event logged [");
 151
 152         switch (type) {
 153         case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
 154                 printk("ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x "
 155                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 156                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 157                        address, flags);
 158                 break;
 159         case EVENT_TYPE_IO_FAULT:
 160                 printk("IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x "
 161                        "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 162                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 163                        domid, address, flags);
 164                 break;
 165         case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
 166                 printk("DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 167                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 168                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 169                        address, flags);
 170                 break;
 171         case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
 172                 printk("PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
 173                        "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 174                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 175                        domid, address, flags);
 176                 break;
 177         case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
 178                 printk("ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%016llx]\n", address);
 179                 break;
 180         case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
 181                 printk("COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%016llx "
 182                        "flags=0x%04x]\n", address, flags);
 183                 break;
 184         case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
 185                 printk("IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x "
 186                        "address=0x%016llx]\n",
 187                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 188                        address);
 189                 break;
 190         case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
 191                 printk("INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x "
 192                        "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
 193                        PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
 194                        address, flags);
 195                 break;
 196         default:
 197                 printk(KERN_ERR "UNKNOWN type=0x%02x]\n", type);
 198         }
 199 }
 200
 201 static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
 202 {
 203         u32 head, tail;
 204         unsigned long flags;
 205
 206         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 207
 208         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 209         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
 210
 211         while (head != tail) {
 212                 iommu_print_event(iommu->evt_buf + head);
 213                 head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % iommu->evt_buf_size;
 214         }
 215
 216         writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
 217
 218         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 219 }
 220
 221 irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
 222 {
 223         struct amd_iommu *iommu;
 224
 225         for_each_iommu(iommu)
 226                 iommu_poll_events(iommu);
 227
 228         return IRQ_HANDLED;
 229 }
 230
 231 /****************************************************************************
 232  *
 233  * IOMMU command queuing functions
 234  *
 235  ****************************************************************************/
 236
 237 /*
 238  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
 239  * hardware about the new command. Must be called with iommu->lock held.
 240  */
 241 static int __iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
 242 {
 243         u32 tail, head;
 244         u8 *target;
 245
 246         tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 247         target = iommu->cmd_buf + tail;
 248         memcpy_toio(target, cmd, sizeof(*cmd));
 249         tail = (tail + sizeof(*cmd)) % iommu->cmd_buf_size;
 250         head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
 251         if (tail == head)
 252                 return -ENOMEM;
 253         writel(tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
 254
 255         return 0;
 256 }
 257
 258 /*
 259  * General queuing function for commands. Takes iommu->lock and calls
 260  * __iommu_queue_command().
 261  */
 262 static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
 263 {
 264         unsigned long flags;
 265         int ret;
 266
 267         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 268         ret = __iommu_queue_command(iommu, cmd);
 269         if (!ret)
 270                 iommu->need_sync = true;
 271         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 272
 273         return ret;
 274 }
 275
 276 /*
 277  * This function waits until an IOMMU has completed a completion
 278  * wait command
 279  */
 280 static void __iommu_wait_for_completion(struct amd_iommu *iommu)
 281 {
 282         int ready = 0;
 283         unsigned status = 0;
 284         unsigned long i = 0;
 285
 286         INC_STATS_COUNTER(compl_wait);
 287
 288         while (!ready && (i < EXIT_LOOP_COUNT)) {
 289                 ++i;
 290                 /* wait for the bit to become one */
 291                 status = readl(iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 292                 ready = status & MMIO_STATUS_COM_WAIT_INT_MASK;
 293         }
 294
 295         /* set bit back to zero */
 296         status &= ~MMIO_STATUS_COM_WAIT_INT_MASK;
 297         writel(status, iommu->mmio_base + MMIO_STATUS_OFFSET);
 298
 299         if (unlikely(i == EXIT_LOOP_COUNT))
 300                 panic("AMD IOMMU: Completion wait loop failed\n");
 301 }
 302
 303 /*
 304  * This function queues a completion wait command into the command
 305  * buffer of an IOMMU
 306  */
 307 static int __iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
 308 {
 309         struct iommu_cmd cmd;
 310
 311          memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 312          cmd.data[0] = CMD_COMPL_WAIT_INT_MASK;
 313          CMD_SET_TYPE(&cmd, CMD_COMPL_WAIT);
 314
 315          return __iommu_queue_command(iommu, &cmd);
 316 }
 317
 318 /*
 319  * This function is called whenever we need to ensure that the IOMMU has
 320  * completed execution of all commands we sent. It sends a
 321  * COMPLETION_WAIT command and waits for it to finish. The IOMMU informs
 322  * us about that by writing a value to a physical address we pass with
 323  * the command.
 324  */
 325 static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
 326 {
 327         int ret = 0;
 328         unsigned long flags;
 329
 330         spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 331
 332         if (!iommu->need_sync)
 333                 goto out;
 334
 335         ret = __iommu_completion_wait(iommu);
 336
 337         iommu->need_sync = false;
 338
 339         if (ret)
 340                 goto out;
 341
 342         __iommu_wait_for_completion(iommu);
 343
 344 out:
 345         spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 346
 347         return 0;
 348 }
 349
 350 /*
 351  * Command send function for invalidating a device table entry
 352  */
 353 static int iommu_queue_inv_dev_entry(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
 354 {
 355         struct iommu_cmd cmd;
 356         int ret;
 357
 358         BUG_ON(iommu == NULL);
 359
 360         memset(&cmd, 0, sizeof(cmd));
 361         CMD_SET_TYPE(&cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
 362         cmd.data[0] = devid;
 363
 364         ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
 365
 366         return ret;
 367 }
 368
 369 static void __iommu_build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
 370                                           u16 domid, int pde, int s)
 371 {
 372         memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
 373         address &= PAGE_MASK;
 374         CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
 375         cmd->data[1] |= domid;
 376         cmd->data[2] = lower_32_bits(address);
 377         cmd->data[3] = upper_32_bits(address);
 378         if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
 379                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
 380         if (pde) /* PDE bit - we wan't flush everything not only the PTEs */
 381                 cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
 382 }
 383
 384 /*
 385  * Generic command send function for invalidaing TLB entries
 386  */
 387 static int iommu_queue_inv_iommu_pages(struct amd_iommu *iommu,
 388                 u64 address, u16 domid, int pde, int s)
 389 {
 390         struct iommu_cmd cmd;
 391         int ret;
 392
 393         __iommu_build_inv_iommu_pages(&cmd, address, domid, pde, s);
 394
 395         ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
 396
 397         return ret;
 398 }
 399
 400 /*
 401  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
 402  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
 403  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
 404  */
 405 static int iommu_flush_pages(struct amd_iommu *iommu, u16 domid,
 406                 u64 address, size_t size)
 407 {
 408         int s = 0;
 409         unsigned pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
 410
 411         address &= PAGE_MASK;
 412
 413         if (pages > 1) {
 414                 /*
 415                  * If we have to flush more than one page, flush all
 416                  * TLB entries for this domain
 417                  */
 418                 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 419                 s = 1;
 420         }
 421
 422         iommu_queue_inv_iommu_pages(iommu, address, domid, 0, s);
 423
 424         return 0;
 425 }
 426
 427 /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
 428 static void iommu_flush_tlb(struct amd_iommu *iommu, u16 domid)
 429 {
 430         u64 address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
 431
 432         INC_STATS_COUNTER(domain_flush_single);
 433
 434         iommu_queue_inv_iommu_pages(iommu, address, domid, 0, 1);
 435 }
 436
 437 /*
 438  * This function is used to flush the IO/TLB for a given protection domain
 439  * on every IOMMU in the system
 440  */
 441 static void iommu_flush_domain(u16 domid)
 442 {
 443         unsigned long flags;
 444         struct amd_iommu *iommu;
 445         struct iommu_cmd cmd;
 446
 447         INC_STATS_COUNTER(domain_flush_all);
 448
 449         __iommu_build_inv_iommu_pages(&cmd, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
 450                                       domid, 1, 1);
 451
 452         for_each_iommu(iommu) {
 453                 spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
 454                 __iommu_queue_command(iommu, &cmd);
 455                 __iommu_completion_wait(iommu);
 456                 __iommu_wait_for_completion(iommu);
 457                 spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
 458         }
 459 }
 460
 461 void amd_iommu_flush_all_domains(void)
 462 {
 463         int i;
 464
 465         for (i = 1; i < MAX_DOMAIN_ID; ++i) {
 466                 if (!test_bit(i, amd_iommu_pd_alloc_bitmap))
 467                         continue;
 468                 iommu_flush_domain(i);
 469         }
 470 }
 471
 472 void amd_iommu_flush_all_devices(void)
 473 {
 474         struct amd_iommu *iommu;
 475         int i;
 476
 477         for (i = 0; i <= amd_iommu_last_bdf; ++i) {
 478                 if (amd_iommu_pd_table[i] == NULL)
 479                         continue;
 480
 481                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[i];
 482                 if (!iommu)
 483                         continue;
 484
 485                 iommu_queue_inv_dev_entry(iommu, i);
 486                 iommu_completion_wait(iommu);
 487         }
 488 }
 489
 490 /****************************************************************************
 491  *
 492  * The functions below are used the create the page table mappings for
 493  * unity mapped regions.
 494  *
 495  ****************************************************************************/
 496
 497 /*
 498  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
 499  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
 500  * In the future it can be extended to a generic mapping function
 501  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
 502  * and full 64 bit address spaces.
 503  */
 504 static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
 505                           unsigned long bus_addr,
 506                           unsigned long phys_addr,
 507                           int prot)
 508 {
 509         u64 __pte, *pte;
 510
 511         bus_addr  = PAGE_ALIGN(bus_addr);
 512         phys_addr = PAGE_ALIGN(phys_addr);
 513
 514         /* only support 512GB address spaces for now */
 515         if (bus_addr > IOMMU_MAP_SIZE_L3 || !(prot & IOMMU_PROT_MASK))
 516                 return -EINVAL;
 517
 518         pte = alloc_pte(dom, bus_addr, NULL, GFP_KERNEL);
 519
 520         if (IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
 521                 return -EBUSY;
 522
 523         __pte = phys_addr | IOMMU_PTE_P;
 524         if (prot & IOMMU_PROT_IR)
 525                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
 526         if (prot & IOMMU_PROT_IW)
 527                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
 528
 529         *pte = __pte;
 530
 531         return 0;
 532 }
 533
 534 static void iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
 535                              unsigned long bus_addr)
 536 {
 537         u64 *pte;
 538
 539         pte = &dom->pt_root[IOMMU_PTE_L2_INDEX(bus_addr)];
 540
 541         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
 542                 return;
 543
 544         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
 545         pte = &pte[IOMMU_PTE_L1_INDEX(bus_addr)];
 546
 547         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
 548                 return;
 549
 550         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
 551         pte = &pte[IOMMU_PTE_L1_INDEX(bus_addr)];
 552
 553         *pte = 0;
 554 }
 555
 556 /*
 557  * This function checks if a specific unity mapping entry is needed for
 558  * this specific IOMMU.
 559  */
 560 static int iommu_for_unity_map(struct amd_iommu *iommu,
 561                                struct unity_map_entry *entry)
 562 {
 563         u16 bdf, i;
 564
 565         for (i = entry->devid_start; i <= entry->devid_end; ++i) {
 566                 bdf = amd_iommu_alias_table[i];
 567                 if (amd_iommu_rlookup_table[bdf] == iommu)
 568                         return 1;
 569         }
 570
 571         return 0;
 572 }
 573
 574 /*
 575  * Init the unity mappings for a specific IOMMU in the system
 576  *
 577  * Basically iterates over all unity mapping entries and applies them to
 578  * the default domain DMA of that IOMMU if necessary.
 579  */
 580 static int iommu_init_unity_mappings(struct amd_iommu *iommu)
 581 {
 582         struct unity_map_entry *entry;
 583         int ret;
 584
 585         list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
 586                 if (!iommu_for_unity_map(iommu, entry))
 587                         continue;
 588                 ret = dma_ops_unity_map(iommu->default_dom, entry);
 589                 if (ret)
 590                         return ret;
 591         }
 592
 593         return 0;
 594 }
 595
 596 /*
 597  * This function actually applies the mapping to the page table of the
 598  * dma_ops domain.
 599  */
 600 static int dma_ops_unity_map(struct dma_ops_domain *dma_dom,
 601                              struct unity_map_entry *e)
 602 {
 603         u64 addr;
 604         int ret;
 605
 606         for (addr = e->address_start; addr < e->address_end;
 607              addr += PAGE_SIZE) {
 608                 ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, addr, addr, e->prot);
 609                 if (ret)
 610                         return ret;
 611                 /*
 612                  * if unity mapping is in aperture range mark the page
 613                  * as allocated in the aperture
 614                  */
 615                 if (addr < dma_dom->aperture_size)
 616                         __set_bit(addr >> PAGE_SHIFT,
 617                                   dma_dom->aperture[0]->bitmap);
 618         }
 619
 620         return 0;
 621 }
 622
 623 /*
 624  * Inits the unity mappings required for a specific device
 625  */
 626 static int init_unity_mappings_for_device(struct dma_ops_domain *dma_dom,
 627                                           u16 devid)
 628 {
 629         struct unity_map_entry *e;
 630         int ret;
 631
 632         list_for_each_entry(e, &amd_iommu_unity_map, list) {
 633                 if (!(devid >= e->devid_start && devid <= e->devid_end))
 634                         continue;
 635                 ret = dma_ops_unity_map(dma_dom, e);
 636                 if (ret)
 637                         return ret;
 638         }
 639
 640         return 0;
 641 }
 642
 643 /****************************************************************************
 644  *
 645  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
 646  * interface functions. They work like the allocators in the other IOMMU
 647  * drivers. Its basically a bitmap which marks the allocated pages in
 648  * the aperture. Maybe it could be enhanced in the future to a more
 649  * efficient allocator.
 650  *
 651  ****************************************************************************/
 652
 653 /*
 654  * The address allocator core functions.
 655  *
 656  * called with domain->lock held
 657  */
 658
 659 /*
 660  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
 661  * there is one, it returns the pointer to it.
 662  */
 663 static u64* fetch_pte(struct protection_domain *domain,
 664                       unsigned long address)
 665 {
 666         u64 *pte;
 667
 668         pte = &domain->pt_root[IOMMU_PTE_L2_INDEX(address)];
 669
 670         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
 671                 return NULL;
 672
 673         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
 674         pte = &pte[IOMMU_PTE_L1_INDEX(address)];
 675
 676         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
 677                 return NULL;
 678
 679         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
 680         pte = &pte[IOMMU_PTE_L0_INDEX(address)];
 681
 682         return pte;
 683 }
 684
 685 /*
 686  * This function is used to add a new aperture range to an existing
 687  * aperture in case of dma_ops domain allocation or address allocation
 688  * failure.
 689  */
 690 static int alloc_new_range(struct amd_iommu *iommu,
 691                            struct dma_ops_domain *dma_dom,
 692                            bool populate, gfp_t gfp)
 693 {
 694         int index = dma_dom->aperture_size >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
 695         int i;
 696
 697 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
 698         populate = false;
 699 #endif
 700
 701         if (index >= APERTURE_MAX_RANGES)
 702                 return -ENOMEM;
 703
 704         dma_dom->aperture[index] = kzalloc(sizeof(struct aperture_range), gfp);
 705         if (!dma_dom->aperture[index])
 706                 return -ENOMEM;
 707
 708         dma_dom->aperture[index]->bitmap = (void *)get_zeroed_page(gfp);
 709         if (!dma_dom->aperture[index]->bitmap)
 710                 goto out_free;
 711
 712         dma_dom->aperture[index]->offset = dma_dom->aperture_size;
 713
 714         if (populate) {
 715                 unsigned long address = dma_dom->aperture_size;
 716                 int i, num_ptes = APERTURE_RANGE_PAGES / 512;
 717                 u64 *pte, *pte_page;
 718
 719                 for (i = 0; i < num_ptes; ++i) {
 720                         pte = alloc_pte(&dma_dom->domain, address,
 721                                         &pte_page, gfp);
 722                         if (!pte)
 723                                 goto out_free;
 724
 725                         dma_dom->aperture[index]->pte_pages[i] = pte_page;
 726
 727                         address += APERTURE_RANGE_SIZE / 64;
 728                 }
 729         }
 730
 731         dma_dom->aperture_size += APERTURE_RANGE_SIZE;
 732
 733         /* Intialize the exclusion range if necessary */
 734         if (iommu->exclusion_start &&
 735             iommu->exclusion_start >= dma_dom->aperture[index]->offset &&
 736             iommu->exclusion_start < dma_dom->aperture_size) {
 737                 unsigned long startpage = iommu->exclusion_start >> PAGE_SHIFT;
 738                 int pages = iommu_num_pages(iommu->exclusion_start,
 739                                             iommu->exclusion_length,
 740                                             PAGE_SIZE);
 741                 dma_ops_reserve_addresses(dma_dom, startpage, pages);
 742         }
 743
 744         /*
 745          * Check for areas already mapped as present in the new aperture
 746          * range and mark those pages as reserved in the allocator. Such
 747          * mappings may already exist as a result of requested unity
 748          * mappings for devices.
 749          */
 750         for (i = dma_dom->aperture[index]->offset;
 751              i < dma_dom->aperture_size;
 752              i += PAGE_SIZE) {
 753                 u64 *pte = fetch_pte(&dma_dom->domain, i);
 754                 if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
 755                         continue;
 756
 757                 dma_ops_reserve_addresses(dma_dom, i << PAGE_SHIFT, 1);
 758         }
 759
 760         return 0;
 761
 762 out_free:
 763         free_page((unsigned long)dma_dom->aperture[index]->bitmap);
 764
 765         kfree(dma_dom->aperture[index]);
 766         dma_dom->aperture[index] = NULL;
 767
 768         return -ENOMEM;
 769 }
 770
 771 static unsigned long dma_ops_area_alloc(struct device *dev,
 772                                         struct dma_ops_domain *dom,
 773                                         unsigned int pages,
 774                                         unsigned long align_mask,
 775                                         u64 dma_mask,
 776                                         unsigned long start)
 777 {
 778         unsigned long next_bit = dom->next_address % APERTURE_RANGE_SIZE;
 779         int max_index = dom->aperture_size >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
 780         int i = start >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
 781         unsigned long boundary_size;
 782         unsigned long address = -1;
 783         unsigned long limit;
 784
 785         next_bit >>= PAGE_SHIFT;
 786
 787         boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
 788                         PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
 789
 790         for (;i < max_index; ++i) {
 791                 unsigned long offset = dom->aperture[i]->offset >> PAGE_SHIFT;
 792
 793                 if (dom->aperture[i]->offset >= dma_mask)
 794                         break;
 795
 796                 limit = iommu_device_max_index(APERTURE_RANGE_PAGES, offset,
 797                                                dma_mask >> PAGE_SHIFT);
 798
 799                 address = iommu_area_alloc(dom->aperture[i]->bitmap,
 800                                            limit, next_bit, pages, 0,
 801                                             boundary_size, align_mask);
 802                 if (address != -1) {
 803                         address = dom->aperture[i]->offset +
 804                                   (address << PAGE_SHIFT);
 805                         dom->next_address = address + (pages << PAGE_SHIFT);
 806                         break;
 807                 }
 808
 809                 next_bit = 0;
 810         }
 811
 812         return address;
 813 }
 814
 815 static unsigned long dma_ops_alloc_addresses(struct device *dev,
 816                                              struct dma_ops_domain *dom,
 817                                              unsigned int pages,
 818                                              unsigned long align_mask,
 819                                              u64 dma_mask)
 820 {
 821         unsigned long address;
 822
 823 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
 824         dom->next_address = 0;
 825         dom->need_flush = true;
 826 #endif
 827
 828         address = dma_ops_area_alloc(dev, dom, pages, align_mask,
 829                                      dma_mask, dom->next_address);
 830
 831         if (address == -1) {
 832                 dom->next_address = 0;
 833                 address = dma_ops_area_alloc(dev, dom, pages, align_mask,
 834                                              dma_mask, 0);
 835                 dom->need_flush = true;
 836         }
 837
 838         if (unlikely(address == -1))
 839                 address = bad_dma_address;
 840
 841         WARN_ON((address + (PAGE_SIZE*pages)) > dom->aperture_size);
 842
 843         return address;
 844 }
 845
 846 /*
 847  * The address free function.
 848  *
 849  * called with domain->lock held
 850  */
 851 static void dma_ops_free_addresses(struct dma_ops_domain *dom,
 852                                    unsigned long address,
 853                                    unsigned int pages)
 854 {
 855         unsigned i = address >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
 856         struct aperture_range *range = dom->aperture[i];
 857
 858         BUG_ON(i >= APERTURE_MAX_RANGES || range == NULL);
 859
 860 #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
 861         if (i < 4)
 862                 return;
 863 #endif
 864
 865         if (address >= dom->next_address)
 866                 dom->need_flush = true;
 867
 868         address = (address % APERTURE_RANGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
 869
 870         iommu_area_free(range->bitmap, address, pages);
 871
 872 }
 873
 874 /****************************************************************************
 875  *
 876  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
 877  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
 878  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
 879  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
 880  * contain.
 881  *
 882  ****************************************************************************/
 883
 884 static u16 domain_id_alloc(void)
 885 {
 886         unsigned long flags;
 887         int id;
 888
 889         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
 890         id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
 891         BUG_ON(id == 0);
 892         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
 893                 __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
 894         else
 895                 id = 0;
 896         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
 897
 898         return id;
 899 }
 900
 901 static void domain_id_free(int id)
 902 {
 903         unsigned long flags;
 904
 905         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
 906         if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
 907                 __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
 908         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
 909 }
 910
 911 /*
 912  * Used to reserve address ranges in the aperture (e.g. for exclusion
 913  * ranges.
 914  */
 915 static void dma_ops_reserve_addresses(struct dma_ops_domain *dom,
 916                                       unsigned long start_page,
 917                                       unsigned int pages)
 918 {
 919         unsigned int i, last_page = dom->aperture_size >> PAGE_SHIFT;
 920
 921         if (start_page + pages > last_page)
 922                 pages = last_page - start_page;
 923
 924         for (i = start_page; i < start_page + pages; ++i) {
 925                 int index = i / APERTURE_RANGE_PAGES;
 926                 int page  = i % APERTURE_RANGE_PAGES;
 927                 __set_bit(page, dom->aperture[index]->bitmap);
 928         }
 929 }
 930
 931 static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
 932 {
 933         int i, j;
 934         u64 *p1, *p2, *p3;
 935
 936         p1 = domain->pt_root;
 937
 938         if (!p1)
 939                 return;
 940
 941         for (i = 0; i < 512; ++i) {
 942                 if (!IOMMU_PTE_PRESENT(p1[i]))
 943                         continue;
 944
 945                 p2 = IOMMU_PTE_PAGE(p1[i]);
 946                 for (j = 0; j < 512; ++j) {
 947                         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(p2[j]))
 948                                 continue;
 949                         p3 = IOMMU_PTE_PAGE(p2[j]);
 950                         free_page((unsigned long)p3);
 951                 }
 952
 953                 free_page((unsigned long)p2);
 954         }
 955
 956         free_page((unsigned long)p1);
 957
 958         domain->pt_root = NULL;
 959 }
 960
 961 /*
 962  * Free a domain, only used if something went wrong in the
 963  * allocation path and we need to free an already allocated page table
 964  */
 965 static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
 966 {
 967         int i;
 968
 969         if (!dom)
 970                 return;
 971
 972         free_pagetable(&dom->domain);
 973
 974         for (i = 0; i < APERTURE_MAX_RANGES; ++i) {
 975                 if (!dom->aperture[i])
 976                         continue;
 977                 free_page((unsigned long)dom->aperture[i]->bitmap);
 978                 kfree(dom->aperture[i]);
 979         }
 980
 981         kfree(dom);
 982 }
 983
 984 /*
 985  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
 986  * It also intializes the page table and the address allocator data
 987  * structures required for the dma_ops interface
 988  */
 989 static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(struct amd_iommu *iommu)
 990 {
 991         struct dma_ops_domain *dma_dom;
 992
 993         dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
 994         if (!dma_dom)
 995                 return NULL;
 996
 997         spin_lock_init(&dma_dom->domain.lock);
 998
 999         dma_dom->domain.id = domain_id_alloc();
1000         if (dma_dom->domain.id == 0)
1001                 goto free_dma_dom;
1002         dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_3_LEVEL;
1003         dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1004         dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
1005         dma_dom->domain.priv = dma_dom;
1006         if (!dma_dom->domain.pt_root)
1007                 goto free_dma_dom;
1008
1009         dma_dom->need_flush = false;
1010         dma_dom->target_dev = 0xffff;
1011
1012         if (alloc_new_range(iommu, dma_dom, true, GFP_KERNEL))
1013                 goto free_dma_dom;
1014
1015         /*
1016          * mark the first page as allocated so we never return 0 as
1017          * a valid dma-address. So we can use 0 as error value
1018          */
1019         dma_dom->aperture[0]->bitmap[0] = 1;
1020         dma_dom->next_address = 0;
1021
1022
1023         return dma_dom;
1024
1025 free_dma_dom:
1026         dma_ops_domain_free(dma_dom);
1027
1028         return NULL;
1029 }
1030
1031 /*
1032  * little helper function to check whether a given protection domain is a
1033  * dma_ops domain
1034  */
1035 static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
1036 {
1037         return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
1038 }
1039
1040 /*
1041  * Find out the protection domain structure for a given PCI device. This
1042  * will give us the pointer to the page table root for example.
1043  */
1044 static struct protection_domain *domain_for_device(u16 devid)
1045 {
1046         struct protection_domain *dom;
1047         unsigned long flags;
1048
1049         read_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1050         dom = amd_iommu_pd_table[devid];
1051         read_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1052
1053         return dom;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * If a device is not yet associated with a domain, this function does
1058  * assigns it visible for the hardware
1059  */
1060 static void attach_device(struct amd_iommu *iommu,
1061                           struct protection_domain *domain,
1062                           u16 devid)
1063 {
1064         unsigned long flags;
1065         u64 pte_root = virt_to_phys(domain->pt_root);
1066
1067         domain->dev_cnt += 1;
1068
1069         pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
1070                     << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
1071         pte_root |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
1072
1073         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1074         amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = lower_32_bits(pte_root);
1075         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = upper_32_bits(pte_root);
1076         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = domain->id;
1077
1078         amd_iommu_pd_table[devid] = domain;
1079         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1080
1081         iommu_queue_inv_dev_entry(iommu, devid);
1082 }
1083
1084 /*
1085  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
1086  */
1087 static void __detach_device(struct protection_domain *domain, u16 devid)
1088 {
1089
1090         /* lock domain */
1091         spin_lock(&domain->lock);
1092
1093         /* remove domain from the lookup table */
1094         amd_iommu_pd_table[devid] = NULL;
1095
1096         /* remove entry from the device table seen by the hardware */
1097         amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
1098         amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0;
1099         amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = 0;
1100
1101         /* decrease reference counter */
1102         domain->dev_cnt -= 1;
1103
1104         /* ready */
1105         spin_unlock(&domain->lock);
1106 }
1107
1108 /*
1109  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
1110  */
1111 static void detach_device(struct protection_domain *domain, u16 devid)
1112 {
1113         unsigned long flags;
1114
1115         /* lock device table */
1116         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1117         __detach_device(domain, devid);
1118         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1119 }
1120
1121 static int device_change_notifier(struct notifier_block *nb,
1122                                   unsigned long action, void *data)
1123 {
1124         struct device *dev = data;
1125         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
1126         u16 devid = calc_devid(pdev->bus->number, pdev->devfn);
1127         struct protection_domain *domain;
1128         struct dma_ops_domain *dma_domain;
1129         struct amd_iommu *iommu;
1130         unsigned long flags;
1131
1132         if (devid > amd_iommu_last_bdf)
1133                 goto out;
1134
1135         devid = amd_iommu_alias_table[devid];
1136
1137         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1138         if (iommu == NULL)
1139                 goto out;
1140
1141         domain = domain_for_device(devid);
1142
1143         if (domain && !dma_ops_domain(domain))
1144                 WARN_ONCE(1, "AMD IOMMU WARNING: device %s already bound "
1145                           "to a non-dma-ops domain\n", dev_name(dev));
1146
1147         switch (action) {
1148         case BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER:
1149                 if (domain)
1150                         goto out;
1151                 dma_domain = find_protection_domain(devid);
1152                 if (!dma_domain)
1153                         dma_domain = iommu->default_dom;
1154                 attach_device(iommu, &dma_domain->domain, devid);
1155                 DUMP_printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: Using protection domain "
1156                             "%d for device %s\n",
1157                             dma_domain->domain.id, dev_name(dev));
1158                 break;
1159         case BUS_NOTIFY_UNBOUND_DRIVER:
1160                 if (!domain)
1161                         goto out;
1162                 detach_device(domain, devid);
1163                 break;
1164         case BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE:
1165                 /* allocate a protection domain if a device is added */
1166                 dma_domain = find_protection_domain(devid);
1167                 if (dma_domain)
1168                         goto out;
1169                 dma_domain = dma_ops_domain_alloc(iommu);
1170                 if (!dma_domain)
1171                         goto out;
1172                 dma_domain->target_dev = devid;
1173
1174                 spin_lock_irqsave(&iommu_pd_list_lock, flags);
1175                 list_add_tail(&dma_domain->list, &iommu_pd_list);
1176                 spin_unlock_irqrestore(&iommu_pd_list_lock, flags);
1177
1178                 break;
1179         default:
1180                 goto out;
1181         }
1182
1183         iommu_queue_inv_dev_entry(iommu, devid);
1184         iommu_completion_wait(iommu);
1185
1186 out:
1187         return 0;
1188 }
1189
1190 struct notifier_block device_nb = {
1191         .notifier_call = device_change_notifier,
1192 };
1193
1194 /*****************************************************************************
1195  *
1196  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
1197  *
1198  *****************************************************************************/
1199
1200 /*
1201  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
1202  * avoid dereferencing invalid pointers.
1203  */
1204 static bool check_device(struct device *dev)
1205 {
1206         if (!dev || !dev->dma_mask)
1207                 return false;
1208
1209         return true;
1210 }
1211
1212 /*
1213  * In this function the list of preallocated protection domains is traversed to
1214  * find the domain for a specific device
1215  */
1216 static struct dma_ops_domain *find_protection_domain(u16 devid)
1217 {
1218         struct dma_ops_domain *entry, *ret = NULL;
1219         unsigned long flags;
1220
1221         if (list_empty(&iommu_pd_list))
1222                 return NULL;
1223
1224         spin_lock_irqsave(&iommu_pd_list_lock, flags);
1225
1226         list_for_each_entry(entry, &iommu_pd_list, list) {
1227                 if (entry->target_dev == devid) {
1228                         ret = entry;
1229                         break;
1230                 }
1231         }
1232
1233         spin_unlock_irqrestore(&iommu_pd_list_lock, flags);
1234
1235         return ret;
1236 }
1237
1238 /*
1239  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
1240  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
1241  * requestor id for a given device.
1242  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
1243  * in this function.
1244  */
1245 static int get_device_resources(struct device *dev,
1246                                 struct amd_iommu **iommu,
1247                                 struct protection_domain **domain,
1248                                 u16 *bdf)
1249 {
1250         struct dma_ops_domain *dma_dom;
1251         struct pci_dev *pcidev;
1252         u16 _bdf;
1253
1254         *iommu = NULL;
1255         *domain = NULL;
1256         *bdf = 0xffff;
1257
1258         if (dev->bus != &pci_bus_type)
1259                 return 0;
1260
1261         pcidev = to_pci_dev(dev);
1262         _bdf = calc_devid(pcidev->bus->number, pcidev->devfn);
1263
1264         /* device not translated by any IOMMU in the system? */
1265         if (_bdf > amd_iommu_last_bdf)
1266                 return 0;
1267
1268         *bdf = amd_iommu_alias_table[_bdf];
1269
1270         *iommu = amd_iommu_rlookup_table[*bdf];
1271         if (*iommu == NULL)
1272                 return 0;
1273         *domain = domain_for_device(*bdf);
1274         if (*domain == NULL) {
1275                 dma_dom = find_protection_domain(*bdf);
1276                 if (!dma_dom)
1277                         dma_dom = (*iommu)->default_dom;
1278                 *domain = &dma_dom->domain;
1279                 attach_device(*iommu, *domain, *bdf);
1280                 DUMP_printk(KERN_INFO "AMD IOMMU: Using protection domain "
1281                                 "%d for device %s\n",
1282                                 (*domain)->id, dev_name(dev));
1283         }
1284
1285         if (domain_for_device(_bdf) == NULL)
1286                 attach_device(*iommu, *domain, _bdf);
1287
1288         return 1;
1289 }
1290
1291 /*
1292  * If the pte_page is not yet allocated this function is called
1293  */
1294 static u64* alloc_pte(struct protection_domain *dom,
1295                       unsigned long address, u64 **pte_page, gfp_t gfp)
1296 {
1297         u64 *pte, *page;
1298
1299         pte = &dom->pt_root[IOMMU_PTE_L2_INDEX(address)];
1300
1301         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte)) {
1302                 page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1303                 if (!page)
1304                         return NULL;
1305                 *pte = IOMMU_L2_PDE(virt_to_phys(page));
1306         }
1307
1308         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1309         pte = &pte[IOMMU_PTE_L1_INDEX(address)];
1310
1311         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte)) {
1312                 page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
1313                 if (!page)
1314                         return NULL;
1315                 *pte = IOMMU_L1_PDE(virt_to_phys(page));
1316         }
1317
1318         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
1319
1320         if (pte_page)
1321                 *pte_page = pte;
1322
1323         pte = &pte[IOMMU_PTE_L0_INDEX(address)];
1324
1325         return pte;
1326 }
1327
1328 /*
1329  * This function fetches the PTE for a given address in the aperture
1330  */
1331 static u64* dma_ops_get_pte(struct dma_ops_domain *dom,
1332                             unsigned long address)
1333 {
1334         struct aperture_range *aperture;
1335         u64 *pte, *pte_page;
1336
1337         aperture = dom->aperture[APERTURE_RANGE_INDEX(address)];
1338         if (!aperture)
1339                 return NULL;
1340
1341         pte = aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)];
1342         if (!pte) {
1343                 pte = alloc_pte(&dom->domain, address, &pte_page, GFP_ATOMIC);
1344                 aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)] = pte_page;
1345         } else
1346                 pte += IOMMU_PTE_L0_INDEX(address);
1347
1348         return pte;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * This is the generic map function. It maps one 4kb page at paddr to
1353  * the given address in the DMA address space for the domain.
1354  */
1355 static dma_addr_t dma_ops_domain_map(struct amd_iommu *iommu,
1356                                      struct dma_ops_domain *dom,
1357                                      unsigned long address,
1358                                      phys_addr_t paddr,
1359                                      int direction)
1360 {
1361         u64 *pte, __pte;
1362
1363         WARN_ON(address > dom->aperture_size);
1364
1365         paddr &= PAGE_MASK;
1366
1367         pte  = dma_ops_get_pte(dom, address);
1368         if (!pte)
1369                 return bad_dma_address;
1370
1371         __pte = paddr | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
1372
1373         if (direction == DMA_TO_DEVICE)
1374                 __pte |= IOMMU_PTE_IR;
1375         else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
1376                 __pte |= IOMMU_PTE_IW;
1377         else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
1378                 __pte |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW;
1379
1380         WARN_ON(*pte);
1381
1382         *pte = __pte;
1383
1384         return (dma_addr_t)address;
1385 }
1386
1387 /*
1388  * The generic unmapping function for on page in the DMA address space.
1389  */
1390 static void dma_ops_domain_unmap(struct amd_iommu *iommu,
1391                                  struct dma_ops_domain *dom,
1392                                  unsigned long address)
1393 {
1394         struct aperture_range *aperture;
1395         u64 *pte;
1396
1397         if (address >= dom->aperture_size)
1398                 return;
1399
1400         aperture = dom->aperture[APERTURE_RANGE_INDEX(address)];
1401         if (!aperture)
1402                 return;
1403
1404         pte  = aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)];
1405         if (!pte)
1406                 return;
1407
1408         pte += IOMMU_PTE_L0_INDEX(address);
1409
1410         WARN_ON(!*pte);
1411
1412         *pte = 0ULL;
1413 }
1414
1415 /*
1416  * This function contains common code for mapping of a physically
1417  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
1418  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
1419  * Must be called with the domain lock held.
1420  */
1421 static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
1422                                struct amd_iommu *iommu,
1423                                struct dma_ops_domain *dma_dom,
1424                                phys_addr_t paddr,
1425                                size_t size,
1426                                int dir,
1427                                bool align,
1428                                u64 dma_mask)
1429 {
1430         dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
1431         dma_addr_t address, start, ret;
1432         unsigned int pages;
1433         unsigned long align_mask = 0;
1434         int i;
1435
1436         pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
1437         paddr &= PAGE_MASK;
1438
1439         INC_STATS_COUNTER(total_map_requests);
1440
1441         if (pages > 1)
1442                 INC_STATS_COUNTER(cross_page);
1443
1444         if (align)
1445                 align_mask = (1UL << get_order(size)) - 1;
1446
1447 retry:
1448         address = dma_ops_alloc_addresses(dev, dma_dom, pages, align_mask,
1449                                           dma_mask);
1450         if (unlikely(address == bad_dma_address)) {
1451                 /*
1452                  * setting next_address here will let the address
1453                  * allocator only scan the new allocated range in the
1454                  * first run. This is a small optimization.
1455                  */
1456                 dma_dom->next_address = dma_dom->aperture_size;
1457
1458                 if (alloc_new_range(iommu, dma_dom, false, GFP_ATOMIC))
1459                         goto out;
1460
1461                 /*
1462                  * aperture was sucessfully enlarged by 128 MB, try
1463                  * allocation again
1464                  */
1465                 goto retry;
1466         }
1467
1468         start = address;
1469         for (i = 0; i < pages; ++i) {
1470                 ret = dma_ops_domain_map(iommu, dma_dom, start, paddr, dir);
1471                 if (ret == bad_dma_address)
1472                         goto out_unmap;
1473
1474                 paddr += PAGE_SIZE;
1475                 start += PAGE_SIZE;
1476         }
1477         address += offset;
1478
1479         ADD_STATS_COUNTER(alloced_io_mem, size);
1480
1481         if (unlikely(dma_dom->need_flush && !amd_iommu_unmap_flush)) {
1482                 iommu_flush_tlb(iommu, dma_dom->domain.id);
1483                 dma_dom->need_flush = false;
1484         } else if (unlikely(iommu_has_npcache(iommu)))
1485                 iommu_flush_pages(iommu, dma_dom->domain.id, address, size);
1486
1487 out:
1488         return address;
1489
1490 out_unmap:
1491
1492         for (--i; i >= 0; --i) {
1493                 start -= PAGE_SIZE;
1494                 dma_ops_domain_unmap(iommu, dma_dom, start);
1495         }
1496
1497         dma_ops_free_addresses(dma_dom, address, pages);
1498
1499         return bad_dma_address;
1500 }
1501
1502 /*
1503  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
1504  * the domain lock held too
1505  */
1506 static void __unmap_single(struct amd_iommu *iommu,
1507                            struct dma_ops_domain *dma_dom,
1508                            dma_addr_t dma_addr,
1509                            size_t size,
1510                            int dir)
1511 {
1512         dma_addr_t i, start;
1513         unsigned int pages;
1514
1515         if ((dma_addr == bad_dma_address) ||
1516             (dma_addr + size > dma_dom->aperture_size))
1517                 return;
1518
1519         pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
1520         dma_addr &= PAGE_MASK;
1521         start = dma_addr;
1522
1523         for (i = 0; i < pages; ++i) {
1524                 dma_ops_domain_unmap(iommu, dma_dom, start);
1525                 start += PAGE_SIZE;
1526         }
1527
1528         SUB_STATS_COUNTER(alloced_io_mem, size);
1529
1530         dma_ops_free_addresses(dma_dom, dma_addr, pages);
1531
1532         if (amd_iommu_unmap_flush || dma_dom->need_flush) {
1533                 iommu_flush_pages(iommu, dma_dom->domain.id, dma_addr, size);
1534                 dma_dom->need_flush = false;
1535         }
1536 }
1537
1538 /*
1539  * The exported map_single function for dma_ops.
1540  */
1541 static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
1542                            unsigned long offset, size_t size,
1543                            enum dma_data_direction dir,
1544                            struct dma_attrs *attrs)
1545 {
1546         unsigned long flags;
1547         struct amd_iommu *iommu;
1548         struct protection_domain *domain;
1549         u16 devid;
1550         dma_addr_t addr;
1551         u64 dma_mask;
1552         phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
1553
1554         INC_STATS_COUNTER(cnt_map_single);
1555
1556         if (!check_device(dev))
1557                 return bad_dma_address;
1558
1559         dma_mask = *dev->dma_mask;
1560
1561         get_device_resources(dev, &iommu, &domain, &devid);
1562
1563         if (iommu == NULL || domain == NULL)
1564                 /* device not handled by any AMD IOMMU */
1565                 return (dma_addr_t)paddr;
1566
1567         if (!dma_ops_domain(domain))
1568                 return bad_dma_address;
1569
1570         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1571         addr = __map_single(dev, iommu, domain->priv, paddr, size, dir, false,
1572                             dma_mask);
1573         if (addr == bad_dma_address)
1574                 goto out;
1575
1576         iommu_completion_wait(iommu);
1577
1578 out:
1579         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1580
1581         return addr;
1582 }
1583
1584 /*
1585  * The exported unmap_single function for dma_ops.
1586  */
1587 static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
1588                        enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
1589 {
1590         unsigned long flags;
1591         struct amd_iommu *iommu;
1592         struct protection_domain *domain;
1593         u16 devid;
1594
1595         INC_STATS_COUNTER(cnt_unmap_single);
1596
1597         if (!check_device(dev) ||
1598             !get_device_resources(dev, &iommu, &domain, &devid))
1599                 /* device not handled by any AMD IOMMU */
1600                 return;
1601
1602         if (!dma_ops_domain(domain))
1603                 return;
1604
1605         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1606
1607         __unmap_single(iommu, domain->priv, dma_addr, size, dir);
1608
1609         iommu_completion_wait(iommu);
1610
1611         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1612 }
1613
1614 /*
1615  * This is a special map_sg function which is used if we should map a
1616  * device which is not handled by an AMD IOMMU in the system.
1617  */
1618 static int map_sg_no_iommu(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
1619                            int nelems, int dir)
1620 {
1621         struct scatterlist *s;
1622         int i;
1623
1624         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
1625                 s->dma_address = (dma_addr_t)sg_phys(s);
1626                 s->dma_length  = s->length;
1627         }
1628
1629         return nelems;
1630 }
1631
1632 /*
1633  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
1634  * lists).
1635  */
1636 static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
1637                   int nelems, enum dma_data_direction dir,
1638                   struct dma_attrs *attrs)
1639 {
1640         unsigned long flags;
1641         struct amd_iommu *iommu;
1642         struct protection_domain *domain;
1643         u16 devid;
1644         int i;
1645         struct scatterlist *s;
1646         phys_addr_t paddr;
1647         int mapped_elems = 0;
1648         u64 dma_mask;
1649
1650         INC_STATS_COUNTER(cnt_map_sg);
1651
1652         if (!check_device(dev))
1653                 return 0;
1654
1655         dma_mask = *dev->dma_mask;
1656
1657         get_device_resources(dev, &iommu, &domain, &devid);
1658
1659         if (!iommu || !domain)
1660                 return map_sg_no_iommu(dev, sglist, nelems, dir);
1661
1662         if (!dma_ops_domain(domain))
1663                 return 0;
1664
1665         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1666
1667         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
1668                 paddr = sg_phys(s);
1669
1670                 s->dma_address = __map_single(dev, iommu, domain->priv,
1671                                               paddr, s->length, dir, false,
1672                                               dma_mask);
1673
1674                 if (s->dma_address) {
1675                         s->dma_length = s->length;
1676                         mapped_elems++;
1677                 } else
1678                         goto unmap;
1679         }
1680
1681         iommu_completion_wait(iommu);
1682
1683 out:
1684         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1685
1686         return mapped_elems;
1687 unmap:
1688         for_each_sg(sglist, s, mapped_elems, i) {
1689                 if (s->dma_address)
1690                         __unmap_single(iommu, domain->priv, s->dma_address,
1691                                        s->dma_length, dir);
1692                 s->dma_address = s->dma_length = 0;
1693         }
1694
1695         mapped_elems = 0;
1696
1697         goto out;
1698 }
1699
1700 /*
1701  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
1702  * lists).
1703  */
1704 static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
1705                      int nelems, enum dma_data_direction dir,
1706                      struct dma_attrs *attrs)
1707 {
1708         unsigned long flags;
1709         struct amd_iommu *iommu;
1710         struct protection_domain *domain;
1711         struct scatterlist *s;
1712         u16 devid;
1713         int i;
1714
1715         INC_STATS_COUNTER(cnt_unmap_sg);
1716
1717         if (!check_device(dev) ||
1718             !get_device_resources(dev, &iommu, &domain, &devid))
1719                 return;
1720
1721         if (!dma_ops_domain(domain))
1722                 return;
1723
1724         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1725
1726         for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
1727                 __unmap_single(iommu, domain->priv, s->dma_address,
1728                                s->dma_length, dir);
1729                 s->dma_address = s->dma_length = 0;
1730         }
1731
1732         iommu_completion_wait(iommu);
1733
1734         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1735 }
1736
1737 /*
1738  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
1739  */
1740 static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
1741                             dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag)
1742 {
1743         unsigned long flags;
1744         void *virt_addr;
1745         struct amd_iommu *iommu;
1746         struct protection_domain *domain;
1747         u16 devid;
1748         phys_addr_t paddr;
1749         u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
1750
1751         INC_STATS_COUNTER(cnt_alloc_coherent);
1752
1753         if (!check_device(dev))
1754                 return NULL;
1755
1756         if (!get_device_resources(dev, &iommu, &domain, &devid))
1757                 flag &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
1758
1759         flag |= __GFP_ZERO;
1760         virt_addr = (void *)__get_free_pages(flag, get_order(size));
1761         if (!virt_addr)
1762                 return 0;
1763
1764         paddr = virt_to_phys(virt_addr);
1765
1766         if (!iommu || !domain) {
1767                 *dma_addr = (dma_addr_t)paddr;
1768                 return virt_addr;
1769         }
1770
1771         if (!dma_ops_domain(domain))
1772                 goto out_free;
1773
1774         if (!dma_mask)
1775                 dma_mask = *dev->dma_mask;
1776
1777         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1778
1779         *dma_addr = __map_single(dev, iommu, domain->priv, paddr,
1780                                  size, DMA_BIDIRECTIONAL, true, dma_mask);
1781
1782         if (*dma_addr == bad_dma_address)
1783                 goto out_free;
1784
1785         iommu_completion_wait(iommu);
1786
1787         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1788
1789         return virt_addr;
1790
1791 out_free:
1792
1793         free_pages((unsigned long)virt_addr, get_order(size));
1794
1795         return NULL;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * The exported free_coherent function for dma_ops.
1800  */
1801 static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
1802                           void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr)
1803 {
1804         unsigned long flags;
1805         struct amd_iommu *iommu;
1806         struct protection_domain *domain;
1807         u16 devid;
1808
1809         INC_STATS_COUNTER(cnt_free_coherent);
1810
1811         if (!check_device(dev))
1812                 return;
1813
1814         get_device_resources(dev, &iommu, &domain, &devid);
1815
1816         if (!iommu || !domain)
1817                 goto free_mem;
1818
1819         if (!dma_ops_domain(domain))
1820                 goto free_mem;
1821
1822         spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
1823
1824         __unmap_single(iommu, domain->priv, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
1825
1826         iommu_completion_wait(iommu);
1827
1828         spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
1829
1830 free_mem:
1831         free_pages((unsigned long)virt_addr, get_order(size));
1832 }
1833
1834 /*
1835  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
1836  * particular device. It is part of the dma_ops.
1837  */
1838 static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
1839 {
1840         u16 bdf;
1841         struct pci_dev *pcidev;
1842
1843         /* No device or no PCI device */
1844         if (!dev || dev->bus != &pci_bus_type)
1845                 return 0;
1846
1847         pcidev = to_pci_dev(dev);
1848
1849         bdf = calc_devid(pcidev->bus->number, pcidev->devfn);
1850
1851         /* Out of our scope? */
1852         if (bdf > amd_iommu_last_bdf)
1853                 return 0;
1854
1855         return 1;
1856 }
1857
1858 /*
1859  * The function for pre-allocating protection domains.
1860  *
1861  * If the driver core informs the DMA layer if a driver grabs a device
1862  * we don't need to preallocate the protection domains anymore.
1863  * For now we have to.
1864  */
1865 static void prealloc_protection_domains(void)
1866 {
1867         struct pci_dev *dev = NULL;
1868         struct dma_ops_domain *dma_dom;
1869         struct amd_iommu *iommu;
1870         u16 devid;
1871
1872         while ((dev = pci_get_device(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, dev)) != NULL) {
1873                 devid = calc_devid(dev->bus->number, dev->devfn);
1874                 if (devid > amd_iommu_last_bdf)
1875                         continue;
1876                 devid = amd_iommu_alias_table[devid];
1877                 if (domain_for_device(devid))
1878                         continue;
1879                 iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
1880                 if (!iommu)
1881                         continue;
1882                 dma_dom = dma_ops_domain_alloc(iommu);
1883                 if (!dma_dom)
1884                         continue;
1885                 init_unity_mappings_for_device(dma_dom, devid);
1886                 dma_dom->target_dev = devid;
1887
1888                 list_add_tail(&dma_dom->list, &iommu_pd_list);
1889         }
1890 }
1891
1892 static struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
1893         .alloc_coherent = alloc_coherent,
1894         .free_coherent = free_coherent,
1895         .map_page = map_page,
1896         .unmap_page = unmap_page,
1897         .map_sg = map_sg,
1898         .unmap_sg = unmap_sg,
1899         .dma_supported = amd_iommu_dma_supported,
1900 };
1901
1902 /*
1903  * The function which clues the AMD IOMMU driver into dma_ops.
1904  */
1905 int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
1906 {
1907         struct amd_iommu *iommu;
1908         int ret;
1909
1910         /*
1911          * first allocate a default protection domain for every IOMMU we
1912          * found in the system. Devices not assigned to any other
1913          * protection domain will be assigned to the default one.
1914          */
1915         for_each_iommu(iommu) {
1916                 iommu->default_dom = dma_ops_domain_alloc(iommu);
1917                 if (iommu->default_dom == NULL)
1918                         return -ENOMEM;
1919                 iommu->default_dom->domain.flags |= PD_DEFAULT_MASK;
1920                 ret = iommu_init_unity_mappings(iommu);
1921                 if (ret)
1922                         goto free_domains;
1923         }
1924
1925         /*
1926          * If device isolation is enabled, pre-allocate the protection
1927          * domains for each device.
1928          */
1929         if (amd_iommu_isolate)
1930                 prealloc_protection_domains();
1931
1932         iommu_detected = 1;
1933         force_iommu = 1;
1934         bad_dma_address = 0;
1935 #ifdef CONFIG_GART_IOMMU
1936         gart_iommu_aperture_disabled = 1;
1937         gart_iommu_aperture = 0;
1938 #endif
1939
1940         /* Make the driver finally visible to the drivers */
1941         dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
1942
1943         register_iommu(&amd_iommu_ops);
1944
1945         bus_register_notifier(&pci_bus_type, &device_nb);
1946
1947         amd_iommu_stats_init();
1948
1949         return 0;
1950
1951 free_domains:
1952
1953         for_each_iommu(iommu) {
1954                 if (iommu->default_dom)
1955                         dma_ops_domain_free(iommu->default_dom);
1956         }
1957
1958         return ret;
1959 }
1960
1961 /*****************************************************************************
1962  *
1963  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
1964  *
1965  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
1966  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
1967  * which is not possible with the dma_ops interface.
1968  *
1969  *****************************************************************************/
1970
1971 static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
1972 {
1973         unsigned long flags;
1974         u16 devid;
1975
1976         write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1977
1978         for (devid = 0; devid <= amd_iommu_last_bdf; ++devid)
1979                 if (amd_iommu_pd_table[devid] == domain)
1980                         __detach_device(domain, devid);
1981
1982         write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
1983 }
1984
1985 static int amd_iommu_domain_init(struct iommu_domain *dom)
1986 {
1987         struct protection_domain *domain;
1988
1989         domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
1990         if (!domain)
1991                 return -ENOMEM;
1992
1993         spin_lock_init(&domain->lock);
1994         domain->mode = PAGE_MODE_3_LEVEL;
1995         domain->id = domain_id_alloc();
1996         if (!domain->id)
1997                 goto out_free;
1998         domain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
1999         if (!domain->pt_root)
2000                 goto out_free;
2001
2002         dom->priv = domain;
2003
2004         return 0;
2005
2006 out_free:
2007         kfree(domain);
2008
2009         return -ENOMEM;
2010 }
2011
2012 static void amd_iommu_domain_destroy(struct iommu_domain *dom)
2013 {
2014         struct protection_domain *domain = dom->priv;
2015
2016         if (!domain)
2017                 return;
2018
2019         if (domain->dev_cnt > 0)
2020                 cleanup_domain(domain);
2021
2022         BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
2023
2024         free_pagetable(domain);
2025
2026         domain_id_free(domain->id);
2027
2028         kfree(domain);
2029
2030         dom->priv = NULL;
2031 }
2032
2033 static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
2034                                     struct device *dev)
2035 {
2036         struct protection_domain *domain = dom->priv;
2037         struct amd_iommu *iommu;
2038         struct pci_dev *pdev;
2039         u16 devid;
2040
2041         if (dev->bus != &pci_bus_type)
2042                 return;
2043
2044         pdev = to_pci_dev(dev);
2045
2046         devid = calc_devid(pdev->bus->number, pdev->devfn);
2047
2048         if (devid > 0)
2049                 detach_device(domain, devid);
2050
2051         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2052         if (!iommu)
2053                 return;
2054
2055         iommu_queue_inv_dev_entry(iommu, devid);
2056         iommu_completion_wait(iommu);
2057 }
2058
2059 static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
2060                                    struct device *dev)
2061 {
2062         struct protection_domain *domain = dom->priv;
2063         struct protection_domain *old_domain;
2064         struct amd_iommu *iommu;
2065         struct pci_dev *pdev;
2066         u16 devid;
2067
2068         if (dev->bus != &pci_bus_type)
2069                 return -EINVAL;
2070
2071         pdev = to_pci_dev(dev);
2072
2073         devid = calc_devid(pdev->bus->number, pdev->devfn);
2074
2075         if (devid >= amd_iommu_last_bdf ||
2076                         devid != amd_iommu_alias_table[devid])
2077                 return -EINVAL;
2078
2079         iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
2080         if (!iommu)
2081                 return -EINVAL;
2082
2083         old_domain = domain_for_device(devid);
2084         if (old_domain)
2085                 return -EBUSY;
2086
2087         attach_device(iommu, domain, devid);
2088
2089         iommu_completion_wait(iommu);
2090
2091         return 0;
2092 }
2093
2094 static int amd_iommu_map_range(struct iommu_domain *dom,
2095                                unsigned long iova, phys_addr_t paddr,
2096                                size_t size, int iommu_prot)
2097 {
2098         struct protection_domain *domain = dom->priv;
2099         unsigned long i,  npages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
2100         int prot = 0;
2101         int ret;
2102
2103         if (iommu_prot & IOMMU_READ)
2104                 prot |= IOMMU_PROT_IR;
2105         if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
2106                 prot |= IOMMU_PROT_IW;
2107
2108         iova  &= PAGE_MASK;
2109         paddr &= PAGE_MASK;
2110
2111         for (i = 0; i < npages; ++i) {
2112                 ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, prot);
2113                 if (ret)
2114                         return ret;
2115
2116                 iova  += PAGE_SIZE;
2117                 paddr += PAGE_SIZE;
2118         }
2119
2120         return 0;
2121 }
2122
2123 static void amd_iommu_unmap_range(struct iommu_domain *dom,
2124                                   unsigned long iova, size_t size)
2125 {
2126
2127         struct protection_domain *domain = dom->priv;
2128         unsigned long i,  npages = iommu_num_pages(iova, size, PAGE_SIZE);
2129
2130         iova  &= PAGE_MASK;
2131
2132         for (i = 0; i < npages; ++i) {
2133                 iommu_unmap_page(domain, iova);
2134                 iova  += PAGE_SIZE;
2135         }
2136
2137         iommu_flush_domain(domain->id);
2138 }
2139
2140 static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
2141                                           unsigned long iova)
2142 {
2143         struct protection_domain *domain = dom->priv;
2144         unsigned long offset = iova & ~PAGE_MASK;
2145         phys_addr_t paddr;
2146         u64 *pte;
2147
2148         pte = &domain->pt_root[IOMMU_PTE_L2_INDEX(iova)];
2149
2150         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
2151                 return 0;
2152
2153         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
2154         pte = &pte[IOMMU_PTE_L1_INDEX(iova)];
2155
2156         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
2157                 return 0;
2158
2159         pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
2160         pte = &pte[IOMMU_PTE_L0_INDEX(iova)];
2161
2162         if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
2163                 return 0;
2164
2165         paddr  = *pte & IOMMU_PAGE_MASK;
2166         paddr |= offset;
2167
2168         return paddr;
2169 }
2170
2171 static int amd_iommu_domain_has_cap(struct iommu_domain *domain,
2172                                     unsigned long cap)
2173 {
2174         return 0;
2175 }
2176
2177 static struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
2178         .domain_init = amd_iommu_domain_init,
2179         .domain_destroy = amd_iommu_domain_destroy,
2180         .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
2181         .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
2182         .map = amd_iommu_map_range,
2183         .unmap = amd_iommu_unmap_range,
2184         .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
2185         .domain_has_cap = amd_iommu_domain_has_cap,
2186 };
2187