]> git.proxmox.com Git - mirror_ubuntu-bionic-kernel.git/commitdiff
Merge branches 'amd/transparent-bridge' and 'core'
authorJoerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Tue, 21 Jun 2011 09:14:10 +0000 (11:14 +0200)
committerJoerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
Tue, 21 Jun 2011 09:14:10 +0000 (11:14 +0200)
Conflicts:
arch/x86/include/asm/amd_iommu_types.h
arch/x86/kernel/amd_iommu.c

Signed-off-by: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
1  2  3 
drivers/iommu/amd_iommu.c
drivers/iommu/amd_iommu_types.h

index 0000000000000000000000000000000000000000,0000000000000000000000000000000000000000,5aa12eaabd21728f3a3b83caa894868ecd166379..748eab063857fef379f86209612c8df860f982d5
mode 000000,000000,100644..100644
--- /dev/null
--- /dev/null
@@@@ -1,0 -1,0 -1,2765 +1,2810 @@@@
  -     struct pci_dev *pdev;
  -     u16 devid, alias;
++ /*
++  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
++  * Author: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
++  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
++  *
++  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
++  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
++  * by the Free Software Foundation.
++  *
++  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
++  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
++  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
++  * GNU General Public License for more details.
++  *
++  * You should have received a copy of the GNU General Public License
++  * along with this program; if not, write to the Free Software
++  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
++  */
++ 
++ #include <linux/pci.h>
++ #include <linux/pci-ats.h>
++ #include <linux/bitmap.h>
++ #include <linux/slab.h>
++ #include <linux/debugfs.h>
++ #include <linux/scatterlist.h>
++ #include <linux/dma-mapping.h>
++ #include <linux/iommu-helper.h>
++ #include <linux/iommu.h>
++ #include <linux/delay.h>
++ #include <linux/amd-iommu.h>
++ #include <asm/proto.h>
++ #include <asm/iommu.h>
++ #include <asm/gart.h>
++ #include <asm/dma.h>
++ 
++ #include "amd_iommu_proto.h"
++ #include "amd_iommu_types.h"
++ 
++ #define CMD_SET_TYPE(cmd, t) ((cmd)->data[1] |= ((t) << 28))
++ 
++ #define LOOP_TIMEOUT 100000
++ 
++ static DEFINE_RWLOCK(amd_iommu_devtable_lock);
++ 
++ /* A list of preallocated protection domains */
++ static LIST_HEAD(iommu_pd_list);
++ static DEFINE_SPINLOCK(iommu_pd_list_lock);
++ 
+++/* List of all available dev_data structures */
+++static LIST_HEAD(dev_data_list);
+++static DEFINE_SPINLOCK(dev_data_list_lock);
+++
++ /*
++  * Domain for untranslated devices - only allocated
++  * if iommu=pt passed on kernel cmd line.
++  */
++ static struct protection_domain *pt_domain;
++ 
++ static struct iommu_ops amd_iommu_ops;
++ 
++ /*
++  * general struct to manage commands send to an IOMMU
++  */
++ struct iommu_cmd {
++      u32 data[4];
++ };
++ 
++ static void update_domain(struct protection_domain *domain);
++ 
++ /****************************************************************************
++  *
++  * Helper functions
++  *
++  ****************************************************************************/
++ 
+++static struct iommu_dev_data *alloc_dev_data(u16 devid)
+++{
+++     struct iommu_dev_data *dev_data;
+++     unsigned long flags;
+++
+++     dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
+++     if (!dev_data)
+++             return NULL;
+++
+++     dev_data->devid = devid;
+++     atomic_set(&dev_data->bind, 0);
+++
+++     spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
+++     list_add_tail(&dev_data->dev_data_list, &dev_data_list);
+++     spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
+++
+++     return dev_data;
+++}
+++
+++static void free_dev_data(struct iommu_dev_data *dev_data)
+++{
+++     unsigned long flags;
+++
+++     spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
+++     list_del(&dev_data->dev_data_list);
+++     spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
+++
+++     kfree(dev_data);
+++}
+++
+++static struct iommu_dev_data *search_dev_data(u16 devid)
+++{
+++     struct iommu_dev_data *dev_data;
+++     unsigned long flags;
+++
+++     spin_lock_irqsave(&dev_data_list_lock, flags);
+++     list_for_each_entry(dev_data, &dev_data_list, dev_data_list) {
+++             if (dev_data->devid == devid)
+++                     goto out_unlock;
+++     }
+++
+++     dev_data = NULL;
+++
+++out_unlock:
+++     spin_unlock_irqrestore(&dev_data_list_lock, flags);
+++
+++     return dev_data;
+++}
+++
+++static struct iommu_dev_data *find_dev_data(u16 devid)
+++{
+++     struct iommu_dev_data *dev_data;
+++
+++     dev_data = search_dev_data(devid);
+++
+++     if (dev_data == NULL)
+++             dev_data = alloc_dev_data(devid);
+++
+++     return dev_data;
+++}
+++
++ static inline u16 get_device_id(struct device *dev)
++ {
++      struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
++ 
++      return calc_devid(pdev->bus->number, pdev->devfn);
++ }
++ 
++ static struct iommu_dev_data *get_dev_data(struct device *dev)
++ {
++      return dev->archdata.iommu;
++ }
++ 
++ /*
++  * In this function the list of preallocated protection domains is traversed to
++  * find the domain for a specific device
++  */
++ static struct dma_ops_domain *find_protection_domain(u16 devid)
++ {
++      struct dma_ops_domain *entry, *ret = NULL;
++      unsigned long flags;
++      u16 alias = amd_iommu_alias_table[devid];
++ 
++      if (list_empty(&iommu_pd_list))
++              return NULL;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&iommu_pd_list_lock, flags);
++ 
++      list_for_each_entry(entry, &iommu_pd_list, list) {
++              if (entry->target_dev == devid ||
++                  entry->target_dev == alias) {
++                      ret = entry;
++                      break;
++              }
++      }
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&iommu_pd_list_lock, flags);
++ 
++      return ret;
++ }
++ 
++ /*
++  * This function checks if the driver got a valid device from the caller to
++  * avoid dereferencing invalid pointers.
++  */
++ static bool check_device(struct device *dev)
++ {
++      u16 devid;
++ 
++      if (!dev || !dev->dma_mask)
++              return false;
++ 
++      /* No device or no PCI device */
++      if (dev->bus != &pci_bus_type)
++              return false;
++ 
++      devid = get_device_id(dev);
++ 
++      /* Out of our scope? */
++      if (devid > amd_iommu_last_bdf)
++              return false;
++ 
++      if (amd_iommu_rlookup_table[devid] == NULL)
++              return false;
++ 
++      return true;
++ }
++ 
++ static int iommu_init_device(struct device *dev)
++ {
++      struct iommu_dev_data *dev_data;
  -     dev_data = kzalloc(sizeof(*dev_data), GFP_KERNEL);
+++     u16 alias;
++ 
++      if (dev->archdata.iommu)
++              return 0;
++ 
  -     dev_data->dev = dev;
+++     dev_data = find_dev_data(get_device_id(dev));
++      if (!dev_data)
++              return -ENOMEM;
++ 
  -     devid = get_device_id(dev);
  -     alias = amd_iommu_alias_table[devid];
  -     pdev = pci_get_bus_and_slot(PCI_BUS(alias), alias & 0xff);
  -     if (pdev)
  -             dev_data->alias = &pdev->dev;
  -     else {
  -             kfree(dev_data);
  -             return -ENOTSUPP;
+++     alias = amd_iommu_alias_table[dev_data->devid];
+++     if (alias != dev_data->devid) {
+++             struct iommu_dev_data *alias_data;
++ 
  -     atomic_set(&dev_data->bind, 0);
  -
+++             alias_data = find_dev_data(alias);
+++             if (alias_data == NULL) {
+++                     pr_err("AMD-Vi: Warning: Unhandled device %s\n",
+++                                     dev_name(dev));
+++                     free_dev_data(dev_data);
+++                     return -ENOTSUPP;
+++             }
+++             dev_data->alias_data = alias_data;
++      }
++ 
  -
++      dev->archdata.iommu = dev_data;
++ 
  -     kfree(dev->archdata.iommu);
++      return 0;
++ }
++ 
++ static void iommu_ignore_device(struct device *dev)
++ {
++      u16 devid, alias;
++ 
++      devid = get_device_id(dev);
++      alias = amd_iommu_alias_table[devid];
++ 
++      memset(&amd_iommu_dev_table[devid], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
++      memset(&amd_iommu_dev_table[alias], 0, sizeof(struct dev_table_entry));
++ 
++      amd_iommu_rlookup_table[devid] = NULL;
++      amd_iommu_rlookup_table[alias] = NULL;
++ }
++ 
++ static void iommu_uninit_device(struct device *dev)
++ {
  -static int device_flush_iotlb(struct device *dev, u64 address, size_t size)
+++     /*
+++      * Nothing to do here - we keep dev_data around for unplugged devices
+++      * and reuse it when the device is re-plugged - not doing so would
+++      * introduce a ton of races.
+++      */
++ }
++ 
++ void __init amd_iommu_uninit_devices(void)
++ {
+++     struct iommu_dev_data *dev_data, *n;
++      struct pci_dev *pdev = NULL;
++ 
++      for_each_pci_dev(pdev) {
++ 
++              if (!check_device(&pdev->dev))
++                      continue;
++ 
++              iommu_uninit_device(&pdev->dev);
++      }
+++
+++     /* Free all of our dev_data structures */
+++     list_for_each_entry_safe(dev_data, n, &dev_data_list, dev_data_list)
+++             free_dev_data(dev_data);
++ }
++ 
++ int __init amd_iommu_init_devices(void)
++ {
++      struct pci_dev *pdev = NULL;
++      int ret = 0;
++ 
++      for_each_pci_dev(pdev) {
++ 
++              if (!check_device(&pdev->dev))
++                      continue;
++ 
++              ret = iommu_init_device(&pdev->dev);
++              if (ret == -ENOTSUPP)
++                      iommu_ignore_device(&pdev->dev);
++              else if (ret)
++                      goto out_free;
++      }
++ 
++      return 0;
++ 
++ out_free:
++ 
++      amd_iommu_uninit_devices();
++ 
++      return ret;
++ }
++ #ifdef CONFIG_AMD_IOMMU_STATS
++ 
++ /*
++  * Initialization code for statistics collection
++  */
++ 
++ DECLARE_STATS_COUNTER(compl_wait);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_map_single);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_unmap_single);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_map_sg);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_unmap_sg);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_alloc_coherent);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(cnt_free_coherent);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(cross_page);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(domain_flush_single);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(domain_flush_all);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(alloced_io_mem);
++ DECLARE_STATS_COUNTER(total_map_requests);
++ 
++ static struct dentry *stats_dir;
++ static struct dentry *de_fflush;
++ 
++ static void amd_iommu_stats_add(struct __iommu_counter *cnt)
++ {
++      if (stats_dir == NULL)
++              return;
++ 
++      cnt->dent = debugfs_create_u64(cnt->name, 0444, stats_dir,
++                                     &cnt->value);
++ }
++ 
++ static void amd_iommu_stats_init(void)
++ {
++      stats_dir = debugfs_create_dir("amd-iommu", NULL);
++      if (stats_dir == NULL)
++              return;
++ 
++      de_fflush  = debugfs_create_bool("fullflush", 0444, stats_dir,
++                                       (u32 *)&amd_iommu_unmap_flush);
++ 
++      amd_iommu_stats_add(&compl_wait);
++      amd_iommu_stats_add(&cnt_map_single);
++      amd_iommu_stats_add(&cnt_unmap_single);
++      amd_iommu_stats_add(&cnt_map_sg);
++      amd_iommu_stats_add(&cnt_unmap_sg);
++      amd_iommu_stats_add(&cnt_alloc_coherent);
++      amd_iommu_stats_add(&cnt_free_coherent);
++      amd_iommu_stats_add(&cross_page);
++      amd_iommu_stats_add(&domain_flush_single);
++      amd_iommu_stats_add(&domain_flush_all);
++      amd_iommu_stats_add(&alloced_io_mem);
++      amd_iommu_stats_add(&total_map_requests);
++ }
++ 
++ #endif
++ 
++ /****************************************************************************
++  *
++  * Interrupt handling functions
++  *
++  ****************************************************************************/
++ 
++ static void dump_dte_entry(u16 devid)
++ {
++      int i;
++ 
++      for (i = 0; i < 8; ++i)
++              pr_err("AMD-Vi: DTE[%d]: %08x\n", i,
++                      amd_iommu_dev_table[devid].data[i]);
++ }
++ 
++ static void dump_command(unsigned long phys_addr)
++ {
++      struct iommu_cmd *cmd = phys_to_virt(phys_addr);
++      int i;
++ 
++      for (i = 0; i < 4; ++i)
++              pr_err("AMD-Vi: CMD[%d]: %08x\n", i, cmd->data[i]);
++ }
++ 
++ static void iommu_print_event(struct amd_iommu *iommu, void *__evt)
++ {
++      u32 *event = __evt;
++      int type  = (event[1] >> EVENT_TYPE_SHIFT)  & EVENT_TYPE_MASK;
++      int devid = (event[0] >> EVENT_DEVID_SHIFT) & EVENT_DEVID_MASK;
++      int domid = (event[1] >> EVENT_DOMID_SHIFT) & EVENT_DOMID_MASK;
++      int flags = (event[1] >> EVENT_FLAGS_SHIFT) & EVENT_FLAGS_MASK;
++      u64 address = (u64)(((u64)event[3]) << 32) | event[2];
++ 
++      printk(KERN_ERR "AMD-Vi: Event logged [");
++ 
++      switch (type) {
++      case EVENT_TYPE_ILL_DEV:
++              printk("ILLEGAL_DEV_TABLE_ENTRY device=%02x:%02x.%x "
++                     "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
++                     PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
++                     address, flags);
++              dump_dte_entry(devid);
++              break;
++      case EVENT_TYPE_IO_FAULT:
++              printk("IO_PAGE_FAULT device=%02x:%02x.%x "
++                     "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
++                     PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
++                     domid, address, flags);
++              break;
++      case EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR:
++              printk("DEV_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
++                     "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
++                     PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
++                     address, flags);
++              break;
++      case EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR:
++              printk("PAGE_TAB_HARDWARE_ERROR device=%02x:%02x.%x "
++                     "domain=0x%04x address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
++                     PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
++                     domid, address, flags);
++              break;
++      case EVENT_TYPE_ILL_CMD:
++              printk("ILLEGAL_COMMAND_ERROR address=0x%016llx]\n", address);
++              dump_command(address);
++              break;
++      case EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR:
++              printk("COMMAND_HARDWARE_ERROR address=0x%016llx "
++                     "flags=0x%04x]\n", address, flags);
++              break;
++      case EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO:
++              printk("IOTLB_INV_TIMEOUT device=%02x:%02x.%x "
++                     "address=0x%016llx]\n",
++                     PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
++                     address);
++              break;
++      case EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ:
++              printk("INVALID_DEVICE_REQUEST device=%02x:%02x.%x "
++                     "address=0x%016llx flags=0x%04x]\n",
++                     PCI_BUS(devid), PCI_SLOT(devid), PCI_FUNC(devid),
++                     address, flags);
++              break;
++      default:
++              printk(KERN_ERR "UNKNOWN type=0x%02x]\n", type);
++      }
++ }
++ 
++ static void iommu_poll_events(struct amd_iommu *iommu)
++ {
++      u32 head, tail;
++      unsigned long flags;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
++ 
++      head = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
++      tail = readl(iommu->mmio_base + MMIO_EVT_TAIL_OFFSET);
++ 
++      while (head != tail) {
++              iommu_print_event(iommu, iommu->evt_buf + head);
++              head = (head + EVENT_ENTRY_SIZE) % iommu->evt_buf_size;
++      }
++ 
++      writel(head, iommu->mmio_base + MMIO_EVT_HEAD_OFFSET);
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
++ }
++ 
++ irqreturn_t amd_iommu_int_thread(int irq, void *data)
++ {
++      struct amd_iommu *iommu;
++ 
++      for_each_iommu(iommu)
++              iommu_poll_events(iommu);
++ 
++      return IRQ_HANDLED;
++ }
++ 
++ irqreturn_t amd_iommu_int_handler(int irq, void *data)
++ {
++      return IRQ_WAKE_THREAD;
++ }
++ 
++ /****************************************************************************
++  *
++  * IOMMU command queuing functions
++  *
++  ****************************************************************************/
++ 
++ static int wait_on_sem(volatile u64 *sem)
++ {
++      int i = 0;
++ 
++      while (*sem == 0 && i < LOOP_TIMEOUT) {
++              udelay(1);
++              i += 1;
++      }
++ 
++      if (i == LOOP_TIMEOUT) {
++              pr_alert("AMD-Vi: Completion-Wait loop timed out\n");
++              return -EIO;
++      }
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ static void copy_cmd_to_buffer(struct amd_iommu *iommu,
++                             struct iommu_cmd *cmd,
++                             u32 tail)
++ {
++      u8 *target;
++ 
++      target = iommu->cmd_buf + tail;
++      tail   = (tail + sizeof(*cmd)) % iommu->cmd_buf_size;
++ 
++      /* Copy command to buffer */
++      memcpy(target, cmd, sizeof(*cmd));
++ 
++      /* Tell the IOMMU about it */
++      writel(tail, iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
++ }
++ 
++ static void build_completion_wait(struct iommu_cmd *cmd, u64 address)
++ {
++      WARN_ON(address & 0x7ULL);
++ 
++      memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
++      cmd->data[0] = lower_32_bits(__pa(address)) | CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK;
++      cmd->data[1] = upper_32_bits(__pa(address));
++      cmd->data[2] = 1;
++      CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_COMPL_WAIT);
++ }
++ 
++ static void build_inv_dte(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid)
++ {
++      memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
++      cmd->data[0] = devid;
++      CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_DEV_ENTRY);
++ }
++ 
++ static void build_inv_iommu_pages(struct iommu_cmd *cmd, u64 address,
++                                size_t size, u16 domid, int pde)
++ {
++      u64 pages;
++      int s;
++ 
++      pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
++      s     = 0;
++ 
++      if (pages > 1) {
++              /*
++               * If we have to flush more than one page, flush all
++               * TLB entries for this domain
++               */
++              address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
++              s = 1;
++      }
++ 
++      address &= PAGE_MASK;
++ 
++      memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
++      cmd->data[1] |= domid;
++      cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
++      cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
++      CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOMMU_PAGES);
++      if (s) /* size bit - we flush more than one 4kb page */
++              cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
++      if (pde) /* PDE bit - we wan't flush everything not only the PTEs */
++              cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK;
++ }
++ 
++ static void build_inv_iotlb_pages(struct iommu_cmd *cmd, u16 devid, int qdep,
++                                u64 address, size_t size)
++ {
++      u64 pages;
++      int s;
++ 
++      pages = iommu_num_pages(address, size, PAGE_SIZE);
++      s     = 0;
++ 
++      if (pages > 1) {
++              /*
++               * If we have to flush more than one page, flush all
++               * TLB entries for this domain
++               */
++              address = CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS;
++              s = 1;
++      }
++ 
++      address &= PAGE_MASK;
++ 
++      memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
++      cmd->data[0]  = devid;
++      cmd->data[0] |= (qdep & 0xff) << 24;
++      cmd->data[1]  = devid;
++      cmd->data[2]  = lower_32_bits(address);
++      cmd->data[3]  = upper_32_bits(address);
++      CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_IOTLB_PAGES);
++      if (s)
++              cmd->data[2] |= CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK;
++ }
++ 
++ static void build_inv_all(struct iommu_cmd *cmd)
++ {
++      memset(cmd, 0, sizeof(*cmd));
++      CMD_SET_TYPE(cmd, CMD_INV_ALL);
++ }
++ 
++ /*
++  * Writes the command to the IOMMUs command buffer and informs the
++  * hardware about the new command.
++  */
++ static int iommu_queue_command(struct amd_iommu *iommu, struct iommu_cmd *cmd)
++ {
++      u32 left, tail, head, next_tail;
++      unsigned long flags;
++ 
++      WARN_ON(iommu->cmd_buf_size & CMD_BUFFER_UNINITIALIZED);
++ 
++ again:
++      spin_lock_irqsave(&iommu->lock, flags);
++ 
++      head      = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_HEAD_OFFSET);
++      tail      = readl(iommu->mmio_base + MMIO_CMD_TAIL_OFFSET);
++      next_tail = (tail + sizeof(*cmd)) % iommu->cmd_buf_size;
++      left      = (head - next_tail) % iommu->cmd_buf_size;
++ 
++      if (left <= 2) {
++              struct iommu_cmd sync_cmd;
++              volatile u64 sem = 0;
++              int ret;
++ 
++              build_completion_wait(&sync_cmd, (u64)&sem);
++              copy_cmd_to_buffer(iommu, &sync_cmd, tail);
++ 
++              spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
++ 
++              if ((ret = wait_on_sem(&sem)) != 0)
++                      return ret;
++ 
++              goto again;
++      }
++ 
++      copy_cmd_to_buffer(iommu, cmd, tail);
++ 
++      /* We need to sync now to make sure all commands are processed */
++      iommu->need_sync = true;
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&iommu->lock, flags);
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ /*
++  * This function queues a completion wait command into the command
++  * buffer of an IOMMU
++  */
++ static int iommu_completion_wait(struct amd_iommu *iommu)
++ {
++      struct iommu_cmd cmd;
++      volatile u64 sem = 0;
++      int ret;
++ 
++      if (!iommu->need_sync)
++              return 0;
++ 
++      build_completion_wait(&cmd, (u64)&sem);
++ 
++      ret = iommu_queue_command(iommu, &cmd);
++      if (ret)
++              return ret;
++ 
++      return wait_on_sem(&sem);
++ }
++ 
++ static int iommu_flush_dte(struct amd_iommu *iommu, u16 devid)
++ {
++      struct iommu_cmd cmd;
++ 
++      build_inv_dte(&cmd, devid);
++ 
++      return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
++ }
++ 
++ static void iommu_flush_dte_all(struct amd_iommu *iommu)
++ {
++      u32 devid;
++ 
++      for (devid = 0; devid <= 0xffff; ++devid)
++              iommu_flush_dte(iommu, devid);
++ 
++      iommu_completion_wait(iommu);
++ }
++ 
++ /*
++  * This function uses heavy locking and may disable irqs for some time. But
++  * this is no issue because it is only called during resume.
++  */
++ static void iommu_flush_tlb_all(struct amd_iommu *iommu)
++ {
++      u32 dom_id;
++ 
++      for (dom_id = 0; dom_id <= 0xffff; ++dom_id) {
++              struct iommu_cmd cmd;
++              build_inv_iommu_pages(&cmd, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS,
++                                    dom_id, 1);
++              iommu_queue_command(iommu, &cmd);
++      }
++ 
++      iommu_completion_wait(iommu);
++ }
++ 
++ static void iommu_flush_all(struct amd_iommu *iommu)
++ {
++      struct iommu_cmd cmd;
++ 
++      build_inv_all(&cmd);
++ 
++      iommu_queue_command(iommu, &cmd);
++      iommu_completion_wait(iommu);
++ }
++ 
++ void iommu_flush_all_caches(struct amd_iommu *iommu)
++ {
++      if (iommu_feature(iommu, FEATURE_IA)) {
++              iommu_flush_all(iommu);
++      } else {
++              iommu_flush_dte_all(iommu);
++              iommu_flush_tlb_all(iommu);
++      }
++ }
++ 
++ /*
++  * Command send function for flushing on-device TLB
++  */
  -     struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
+++static int device_flush_iotlb(struct iommu_dev_data *dev_data,
+++                           u64 address, size_t size)
++ {
  -     u16 devid;
++      struct amd_iommu *iommu;
++      struct iommu_cmd cmd;
  -     qdep  = pci_ats_queue_depth(pdev);
  -     devid = get_device_id(dev);
  -     iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
++      int qdep;
++ 
  -     build_inv_iotlb_pages(&cmd, devid, qdep, address, size);
+++     qdep     = dev_data->ats.qdep;
+++     iommu    = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
++ 
  -static int device_flush_dte(struct device *dev)
+++     build_inv_iotlb_pages(&cmd, dev_data->devid, qdep, address, size);
++ 
++      return iommu_queue_command(iommu, &cmd);
++ }
++ 
++ /*
++  * Command send function for invalidating a device table entry
++  */
  -     struct pci_dev *pdev;
  -     u16 devid;
+++static int device_flush_dte(struct iommu_dev_data *dev_data)
++ {
++      struct amd_iommu *iommu;
  -     pdev  = to_pci_dev(dev);
  -     devid = get_device_id(dev);
  -     iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
++      int ret;
++ 
  -     ret = iommu_flush_dte(iommu, devid);
+++     iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
++ 
  -     if (pci_ats_enabled(pdev))
  -             ret = device_flush_iotlb(dev, 0, ~0UL);
+++     ret = iommu_flush_dte(iommu, dev_data->devid);
++      if (ret)
++              return ret;
++ 
  -             struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev_data->dev);
+++     if (dev_data->ats.enabled)
+++             ret = device_flush_iotlb(dev_data, 0, ~0UL);
++ 
++      return ret;
++ }
++ 
++ /*
++  * TLB invalidation function which is called from the mapping functions.
++  * It invalidates a single PTE if the range to flush is within a single
++  * page. Otherwise it flushes the whole TLB of the IOMMU.
++  */
++ static void __domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
++                               u64 address, size_t size, int pde)
++ {
++      struct iommu_dev_data *dev_data;
++      struct iommu_cmd cmd;
++      int ret = 0, i;
++ 
++      build_inv_iommu_pages(&cmd, address, size, domain->id, pde);
++ 
++      for (i = 0; i < amd_iommus_present; ++i) {
++              if (!domain->dev_iommu[i])
++                      continue;
++ 
++              /*
++               * Devices of this domain are behind this IOMMU
++               * We need a TLB flush
++               */
++              ret |= iommu_queue_command(amd_iommus[i], &cmd);
++      }
++ 
++      list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
  -             if (!pci_ats_enabled(pdev))
++ 
  -             ret |= device_flush_iotlb(dev_data->dev, address, size);
+++             if (!dev_data->ats.enabled)
++                      continue;
++ 
  -             device_flush_dte(dev_data->dev);
+++             ret |= device_flush_iotlb(dev_data, address, size);
++      }
++ 
++      WARN_ON(ret);
++ }
++ 
++ static void domain_flush_pages(struct protection_domain *domain,
++                             u64 address, size_t size)
++ {
++      __domain_flush_pages(domain, address, size, 0);
++ }
++ 
++ /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain */
++ static void domain_flush_tlb(struct protection_domain *domain)
++ {
++      __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 0);
++ }
++ 
++ /* Flush the whole IO/TLB for a given protection domain - including PDE */
++ static void domain_flush_tlb_pde(struct protection_domain *domain)
++ {
++      __domain_flush_pages(domain, 0, CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS, 1);
++ }
++ 
++ static void domain_flush_complete(struct protection_domain *domain)
++ {
++      int i;
++ 
++      for (i = 0; i < amd_iommus_present; ++i) {
++              if (!domain->dev_iommu[i])
++                      continue;
++ 
++              /*
++               * Devices of this domain are behind this IOMMU
++               * We need to wait for completion of all commands.
++               */
++              iommu_completion_wait(amd_iommus[i]);
++      }
++ }
++ 
++ 
++ /*
++  * This function flushes the DTEs for all devices in domain
++  */
++ static void domain_flush_devices(struct protection_domain *domain)
++ {
++      struct iommu_dev_data *dev_data;
++      unsigned long flags;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
++      list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
  -static void do_attach(struct device *dev, struct protection_domain *domain)
+++             device_flush_dte(dev_data);
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ }
++ 
++ /****************************************************************************
++  *
++  * The functions below are used the create the page table mappings for
++  * unity mapped regions.
++  *
++  ****************************************************************************/
++ 
++ /*
++  * This function is used to add another level to an IO page table. Adding
++  * another level increases the size of the address space by 9 bits to a size up
++  * to 64 bits.
++  */
++ static bool increase_address_space(struct protection_domain *domain,
++                                 gfp_t gfp)
++ {
++      u64 *pte;
++ 
++      if (domain->mode == PAGE_MODE_6_LEVEL)
++              /* address space already 64 bit large */
++              return false;
++ 
++      pte = (void *)get_zeroed_page(gfp);
++      if (!pte)
++              return false;
++ 
++      *pte             = PM_LEVEL_PDE(domain->mode,
++                                      virt_to_phys(domain->pt_root));
++      domain->pt_root  = pte;
++      domain->mode    += 1;
++      domain->updated  = true;
++ 
++      return true;
++ }
++ 
++ static u64 *alloc_pte(struct protection_domain *domain,
++                    unsigned long address,
++                    unsigned long page_size,
++                    u64 **pte_page,
++                    gfp_t gfp)
++ {
++      int level, end_lvl;
++      u64 *pte, *page;
++ 
++      BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
++ 
++      while (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
++              increase_address_space(domain, gfp);
++ 
++      level   = domain->mode - 1;
++      pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
++      address = PAGE_SIZE_ALIGN(address, page_size);
++      end_lvl = PAGE_SIZE_LEVEL(page_size);
++ 
++      while (level > end_lvl) {
++              if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte)) {
++                      page = (u64 *)get_zeroed_page(gfp);
++                      if (!page)
++                              return NULL;
++                      *pte = PM_LEVEL_PDE(level, virt_to_phys(page));
++              }
++ 
++              /* No level skipping support yet */
++              if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
++                      return NULL;
++ 
++              level -= 1;
++ 
++              pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
++ 
++              if (pte_page && level == end_lvl)
++                      *pte_page = pte;
++ 
++              pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
++      }
++ 
++      return pte;
++ }
++ 
++ /*
++  * This function checks if there is a PTE for a given dma address. If
++  * there is one, it returns the pointer to it.
++  */
++ static u64 *fetch_pte(struct protection_domain *domain, unsigned long address)
++ {
++      int level;
++      u64 *pte;
++ 
++      if (address > PM_LEVEL_SIZE(domain->mode))
++              return NULL;
++ 
++      level   =  domain->mode - 1;
++      pte     = &domain->pt_root[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
++ 
++      while (level > 0) {
++ 
++              /* Not Present */
++              if (!IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
++                      return NULL;
++ 
++              /* Large PTE */
++              if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0x07) {
++                      unsigned long pte_mask, __pte;
++ 
++                      /*
++                       * If we have a series of large PTEs, make
++                       * sure to return a pointer to the first one.
++                       */
++                      pte_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
++                      pte_mask = ~((PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pte_mask) << 3) - 1);
++                      __pte    = ((unsigned long)pte) & pte_mask;
++ 
++                      return (u64 *)__pte;
++              }
++ 
++              /* No level skipping support yet */
++              if (PM_PTE_LEVEL(*pte) != level)
++                      return NULL;
++ 
++              level -= 1;
++ 
++              /* Walk to the next level */
++              pte = IOMMU_PTE_PAGE(*pte);
++              pte = &pte[PM_LEVEL_INDEX(level, address)];
++      }
++ 
++      return pte;
++ }
++ 
++ /*
++  * Generic mapping functions. It maps a physical address into a DMA
++  * address space. It allocates the page table pages if necessary.
++  * In the future it can be extended to a generic mapping function
++  * supporting all features of AMD IOMMU page tables like level skipping
++  * and full 64 bit address spaces.
++  */
++ static int iommu_map_page(struct protection_domain *dom,
++                        unsigned long bus_addr,
++                        unsigned long phys_addr,
++                        int prot,
++                        unsigned long page_size)
++ {
++      u64 __pte, *pte;
++      int i, count;
++ 
++      if (!(prot & IOMMU_PROT_MASK))
++              return -EINVAL;
++ 
++      bus_addr  = PAGE_ALIGN(bus_addr);
++      phys_addr = PAGE_ALIGN(phys_addr);
++      count     = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(page_size);
++      pte       = alloc_pte(dom, bus_addr, page_size, NULL, GFP_KERNEL);
++ 
++      for (i = 0; i < count; ++i)
++              if (IOMMU_PTE_PRESENT(pte[i]))
++                      return -EBUSY;
++ 
++      if (page_size > PAGE_SIZE) {
++              __pte = PAGE_SIZE_PTE(phys_addr, page_size);
++              __pte |= PM_LEVEL_ENC(7) | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
++      } else
++              __pte = phys_addr | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
++ 
++      if (prot & IOMMU_PROT_IR)
++              __pte |= IOMMU_PTE_IR;
++      if (prot & IOMMU_PROT_IW)
++              __pte |= IOMMU_PTE_IW;
++ 
++      for (i = 0; i < count; ++i)
++              pte[i] = __pte;
++ 
++      update_domain(dom);
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ static unsigned long iommu_unmap_page(struct protection_domain *dom,
++                                    unsigned long bus_addr,
++                                    unsigned long page_size)
++ {
++      unsigned long long unmap_size, unmapped;
++      u64 *pte;
++ 
++      BUG_ON(!is_power_of_2(page_size));
++ 
++      unmapped = 0;
++ 
++      while (unmapped < page_size) {
++ 
++              pte = fetch_pte(dom, bus_addr);
++ 
++              if (!pte) {
++                      /*
++                       * No PTE for this address
++                       * move forward in 4kb steps
++                       */
++                      unmap_size = PAGE_SIZE;
++              } else if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0) {
++                      /* 4kb PTE found for this address */
++                      unmap_size = PAGE_SIZE;
++                      *pte       = 0ULL;
++              } else {
++                      int count, i;
++ 
++                      /* Large PTE found which maps this address */
++                      unmap_size = PTE_PAGE_SIZE(*pte);
++                      count      = PAGE_SIZE_PTE_COUNT(unmap_size);
++                      for (i = 0; i < count; i++)
++                              pte[i] = 0ULL;
++              }
++ 
++              bus_addr  = (bus_addr & ~(unmap_size - 1)) + unmap_size;
++              unmapped += unmap_size;
++      }
++ 
++      BUG_ON(!is_power_of_2(unmapped));
++ 
++      return unmapped;
++ }
++ 
++ /*
++  * This function checks if a specific unity mapping entry is needed for
++  * this specific IOMMU.
++  */
++ static int iommu_for_unity_map(struct amd_iommu *iommu,
++                             struct unity_map_entry *entry)
++ {
++      u16 bdf, i;
++ 
++      for (i = entry->devid_start; i <= entry->devid_end; ++i) {
++              bdf = amd_iommu_alias_table[i];
++              if (amd_iommu_rlookup_table[bdf] == iommu)
++                      return 1;
++      }
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ /*
++  * This function actually applies the mapping to the page table of the
++  * dma_ops domain.
++  */
++ static int dma_ops_unity_map(struct dma_ops_domain *dma_dom,
++                           struct unity_map_entry *e)
++ {
++      u64 addr;
++      int ret;
++ 
++      for (addr = e->address_start; addr < e->address_end;
++           addr += PAGE_SIZE) {
++              ret = iommu_map_page(&dma_dom->domain, addr, addr, e->prot,
++                                   PAGE_SIZE);
++              if (ret)
++                      return ret;
++              /*
++               * if unity mapping is in aperture range mark the page
++               * as allocated in the aperture
++               */
++              if (addr < dma_dom->aperture_size)
++                      __set_bit(addr >> PAGE_SHIFT,
++                                dma_dom->aperture[0]->bitmap);
++      }
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ /*
++  * Init the unity mappings for a specific IOMMU in the system
++  *
++  * Basically iterates over all unity mapping entries and applies them to
++  * the default domain DMA of that IOMMU if necessary.
++  */
++ static int iommu_init_unity_mappings(struct amd_iommu *iommu)
++ {
++      struct unity_map_entry *entry;
++      int ret;
++ 
++      list_for_each_entry(entry, &amd_iommu_unity_map, list) {
++              if (!iommu_for_unity_map(iommu, entry))
++                      continue;
++              ret = dma_ops_unity_map(iommu->default_dom, entry);
++              if (ret)
++                      return ret;
++      }
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ /*
++  * Inits the unity mappings required for a specific device
++  */
++ static int init_unity_mappings_for_device(struct dma_ops_domain *dma_dom,
++                                        u16 devid)
++ {
++      struct unity_map_entry *e;
++      int ret;
++ 
++      list_for_each_entry(e, &amd_iommu_unity_map, list) {
++              if (!(devid >= e->devid_start && devid <= e->devid_end))
++                      continue;
++              ret = dma_ops_unity_map(dma_dom, e);
++              if (ret)
++                      return ret;
++      }
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ /****************************************************************************
++  *
++  * The next functions belong to the address allocator for the dma_ops
++  * interface functions. They work like the allocators in the other IOMMU
++  * drivers. Its basically a bitmap which marks the allocated pages in
++  * the aperture. Maybe it could be enhanced in the future to a more
++  * efficient allocator.
++  *
++  ****************************************************************************/
++ 
++ /*
++  * The address allocator core functions.
++  *
++  * called with domain->lock held
++  */
++ 
++ /*
++  * Used to reserve address ranges in the aperture (e.g. for exclusion
++  * ranges.
++  */
++ static void dma_ops_reserve_addresses(struct dma_ops_domain *dom,
++                                    unsigned long start_page,
++                                    unsigned int pages)
++ {
++      unsigned int i, last_page = dom->aperture_size >> PAGE_SHIFT;
++ 
++      if (start_page + pages > last_page)
++              pages = last_page - start_page;
++ 
++      for (i = start_page; i < start_page + pages; ++i) {
++              int index = i / APERTURE_RANGE_PAGES;
++              int page  = i % APERTURE_RANGE_PAGES;
++              __set_bit(page, dom->aperture[index]->bitmap);
++      }
++ }
++ 
++ /*
++  * This function is used to add a new aperture range to an existing
++  * aperture in case of dma_ops domain allocation or address allocation
++  * failure.
++  */
++ static int alloc_new_range(struct dma_ops_domain *dma_dom,
++                         bool populate, gfp_t gfp)
++ {
++      int index = dma_dom->aperture_size >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
++      struct amd_iommu *iommu;
++      unsigned long i;
++ 
++ #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
++      populate = false;
++ #endif
++ 
++      if (index >= APERTURE_MAX_RANGES)
++              return -ENOMEM;
++ 
++      dma_dom->aperture[index] = kzalloc(sizeof(struct aperture_range), gfp);
++      if (!dma_dom->aperture[index])
++              return -ENOMEM;
++ 
++      dma_dom->aperture[index]->bitmap = (void *)get_zeroed_page(gfp);
++      if (!dma_dom->aperture[index]->bitmap)
++              goto out_free;
++ 
++      dma_dom->aperture[index]->offset = dma_dom->aperture_size;
++ 
++      if (populate) {
++              unsigned long address = dma_dom->aperture_size;
++              int i, num_ptes = APERTURE_RANGE_PAGES / 512;
++              u64 *pte, *pte_page;
++ 
++              for (i = 0; i < num_ptes; ++i) {
++                      pte = alloc_pte(&dma_dom->domain, address, PAGE_SIZE,
++                                      &pte_page, gfp);
++                      if (!pte)
++                              goto out_free;
++ 
++                      dma_dom->aperture[index]->pte_pages[i] = pte_page;
++ 
++                      address += APERTURE_RANGE_SIZE / 64;
++              }
++      }
++ 
++      dma_dom->aperture_size += APERTURE_RANGE_SIZE;
++ 
++      /* Initialize the exclusion range if necessary */
++      for_each_iommu(iommu) {
++              if (iommu->exclusion_start &&
++                  iommu->exclusion_start >= dma_dom->aperture[index]->offset
++                  && iommu->exclusion_start < dma_dom->aperture_size) {
++                      unsigned long startpage;
++                      int pages = iommu_num_pages(iommu->exclusion_start,
++                                                  iommu->exclusion_length,
++                                                  PAGE_SIZE);
++                      startpage = iommu->exclusion_start >> PAGE_SHIFT;
++                      dma_ops_reserve_addresses(dma_dom, startpage, pages);
++              }
++      }
++ 
++      /*
++       * Check for areas already mapped as present in the new aperture
++       * range and mark those pages as reserved in the allocator. Such
++       * mappings may already exist as a result of requested unity
++       * mappings for devices.
++       */
++      for (i = dma_dom->aperture[index]->offset;
++           i < dma_dom->aperture_size;
++           i += PAGE_SIZE) {
++              u64 *pte = fetch_pte(&dma_dom->domain, i);
++              if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
++                      continue;
++ 
++              dma_ops_reserve_addresses(dma_dom, i << PAGE_SHIFT, 1);
++      }
++ 
++      update_domain(&dma_dom->domain);
++ 
++      return 0;
++ 
++ out_free:
++      update_domain(&dma_dom->domain);
++ 
++      free_page((unsigned long)dma_dom->aperture[index]->bitmap);
++ 
++      kfree(dma_dom->aperture[index]);
++      dma_dom->aperture[index] = NULL;
++ 
++      return -ENOMEM;
++ }
++ 
++ static unsigned long dma_ops_area_alloc(struct device *dev,
++                                      struct dma_ops_domain *dom,
++                                      unsigned int pages,
++                                      unsigned long align_mask,
++                                      u64 dma_mask,
++                                      unsigned long start)
++ {
++      unsigned long next_bit = dom->next_address % APERTURE_RANGE_SIZE;
++      int max_index = dom->aperture_size >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
++      int i = start >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
++      unsigned long boundary_size;
++      unsigned long address = -1;
++      unsigned long limit;
++ 
++      next_bit >>= PAGE_SHIFT;
++ 
++      boundary_size = ALIGN(dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
++                      PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
++ 
++      for (;i < max_index; ++i) {
++              unsigned long offset = dom->aperture[i]->offset >> PAGE_SHIFT;
++ 
++              if (dom->aperture[i]->offset >= dma_mask)
++                      break;
++ 
++              limit = iommu_device_max_index(APERTURE_RANGE_PAGES, offset,
++                                             dma_mask >> PAGE_SHIFT);
++ 
++              address = iommu_area_alloc(dom->aperture[i]->bitmap,
++                                         limit, next_bit, pages, 0,
++                                          boundary_size, align_mask);
++              if (address != -1) {
++                      address = dom->aperture[i]->offset +
++                                (address << PAGE_SHIFT);
++                      dom->next_address = address + (pages << PAGE_SHIFT);
++                      break;
++              }
++ 
++              next_bit = 0;
++      }
++ 
++      return address;
++ }
++ 
++ static unsigned long dma_ops_alloc_addresses(struct device *dev,
++                                           struct dma_ops_domain *dom,
++                                           unsigned int pages,
++                                           unsigned long align_mask,
++                                           u64 dma_mask)
++ {
++      unsigned long address;
++ 
++ #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
++      dom->next_address = 0;
++      dom->need_flush = true;
++ #endif
++ 
++      address = dma_ops_area_alloc(dev, dom, pages, align_mask,
++                                   dma_mask, dom->next_address);
++ 
++      if (address == -1) {
++              dom->next_address = 0;
++              address = dma_ops_area_alloc(dev, dom, pages, align_mask,
++                                           dma_mask, 0);
++              dom->need_flush = true;
++      }
++ 
++      if (unlikely(address == -1))
++              address = DMA_ERROR_CODE;
++ 
++      WARN_ON((address + (PAGE_SIZE*pages)) > dom->aperture_size);
++ 
++      return address;
++ }
++ 
++ /*
++  * The address free function.
++  *
++  * called with domain->lock held
++  */
++ static void dma_ops_free_addresses(struct dma_ops_domain *dom,
++                                 unsigned long address,
++                                 unsigned int pages)
++ {
++      unsigned i = address >> APERTURE_RANGE_SHIFT;
++      struct aperture_range *range = dom->aperture[i];
++ 
++      BUG_ON(i >= APERTURE_MAX_RANGES || range == NULL);
++ 
++ #ifdef CONFIG_IOMMU_STRESS
++      if (i < 4)
++              return;
++ #endif
++ 
++      if (address >= dom->next_address)
++              dom->need_flush = true;
++ 
++      address = (address % APERTURE_RANGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
++ 
++      bitmap_clear(range->bitmap, address, pages);
++ 
++ }
++ 
++ /****************************************************************************
++  *
++  * The next functions belong to the domain allocation. A domain is
++  * allocated for every IOMMU as the default domain. If device isolation
++  * is enabled, every device get its own domain. The most important thing
++  * about domains is the page table mapping the DMA address space they
++  * contain.
++  *
++  ****************************************************************************/
++ 
++ /*
++  * This function adds a protection domain to the global protection domain list
++  */
++ static void add_domain_to_list(struct protection_domain *domain)
++ {
++      unsigned long flags;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
++      list_add(&domain->list, &amd_iommu_pd_list);
++      spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
++ }
++ 
++ /*
++  * This function removes a protection domain to the global
++  * protection domain list
++  */
++ static void del_domain_from_list(struct protection_domain *domain)
++ {
++      unsigned long flags;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&amd_iommu_pd_lock, flags);
++      list_del(&domain->list);
++      spin_unlock_irqrestore(&amd_iommu_pd_lock, flags);
++ }
++ 
++ static u16 domain_id_alloc(void)
++ {
++      unsigned long flags;
++      int id;
++ 
++      write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++      id = find_first_zero_bit(amd_iommu_pd_alloc_bitmap, MAX_DOMAIN_ID);
++      BUG_ON(id == 0);
++      if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
++              __set_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
++      else
++              id = 0;
++      write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++ 
++      return id;
++ }
++ 
++ static void domain_id_free(int id)
++ {
++      unsigned long flags;
++ 
++      write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++      if (id > 0 && id < MAX_DOMAIN_ID)
++              __clear_bit(id, amd_iommu_pd_alloc_bitmap);
++      write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++ }
++ 
++ static void free_pagetable(struct protection_domain *domain)
++ {
++      int i, j;
++      u64 *p1, *p2, *p3;
++ 
++      p1 = domain->pt_root;
++ 
++      if (!p1)
++              return;
++ 
++      for (i = 0; i < 512; ++i) {
++              if (!IOMMU_PTE_PRESENT(p1[i]))
++                      continue;
++ 
++              p2 = IOMMU_PTE_PAGE(p1[i]);
++              for (j = 0; j < 512; ++j) {
++                      if (!IOMMU_PTE_PRESENT(p2[j]))
++                              continue;
++                      p3 = IOMMU_PTE_PAGE(p2[j]);
++                      free_page((unsigned long)p3);
++              }
++ 
++              free_page((unsigned long)p2);
++      }
++ 
++      free_page((unsigned long)p1);
++ 
++      domain->pt_root = NULL;
++ }
++ 
++ /*
++  * Free a domain, only used if something went wrong in the
++  * allocation path and we need to free an already allocated page table
++  */
++ static void dma_ops_domain_free(struct dma_ops_domain *dom)
++ {
++      int i;
++ 
++      if (!dom)
++              return;
++ 
++      del_domain_from_list(&dom->domain);
++ 
++      free_pagetable(&dom->domain);
++ 
++      for (i = 0; i < APERTURE_MAX_RANGES; ++i) {
++              if (!dom->aperture[i])
++                      continue;
++              free_page((unsigned long)dom->aperture[i]->bitmap);
++              kfree(dom->aperture[i]);
++      }
++ 
++      kfree(dom);
++ }
++ 
++ /*
++  * Allocates a new protection domain usable for the dma_ops functions.
++  * It also initializes the page table and the address allocator data
++  * structures required for the dma_ops interface
++  */
++ static struct dma_ops_domain *dma_ops_domain_alloc(void)
++ {
++      struct dma_ops_domain *dma_dom;
++ 
++      dma_dom = kzalloc(sizeof(struct dma_ops_domain), GFP_KERNEL);
++      if (!dma_dom)
++              return NULL;
++ 
++      spin_lock_init(&dma_dom->domain.lock);
++ 
++      dma_dom->domain.id = domain_id_alloc();
++      if (dma_dom->domain.id == 0)
++              goto free_dma_dom;
++      INIT_LIST_HEAD(&dma_dom->domain.dev_list);
++      dma_dom->domain.mode = PAGE_MODE_2_LEVEL;
++      dma_dom->domain.pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
++      dma_dom->domain.flags = PD_DMA_OPS_MASK;
++      dma_dom->domain.priv = dma_dom;
++      if (!dma_dom->domain.pt_root)
++              goto free_dma_dom;
++ 
++      dma_dom->need_flush = false;
++      dma_dom->target_dev = 0xffff;
++ 
++      add_domain_to_list(&dma_dom->domain);
++ 
++      if (alloc_new_range(dma_dom, true, GFP_KERNEL))
++              goto free_dma_dom;
++ 
++      /*
++       * mark the first page as allocated so we never return 0 as
++       * a valid dma-address. So we can use 0 as error value
++       */
++      dma_dom->aperture[0]->bitmap[0] = 1;
++      dma_dom->next_address = 0;
++ 
++ 
++      return dma_dom;
++ 
++ free_dma_dom:
++      dma_ops_domain_free(dma_dom);
++ 
++      return NULL;
++ }
++ 
++ /*
++  * little helper function to check whether a given protection domain is a
++  * dma_ops domain
++  */
++ static bool dma_ops_domain(struct protection_domain *domain)
++ {
++      return domain->flags & PD_DMA_OPS_MASK;
++ }
++ 
++ static void set_dte_entry(u16 devid, struct protection_domain *domain, bool ats)
++ {
++      u64 pte_root = virt_to_phys(domain->pt_root);
++      u32 flags = 0;
++ 
++      pte_root |= (domain->mode & DEV_ENTRY_MODE_MASK)
++                  << DEV_ENTRY_MODE_SHIFT;
++      pte_root |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
++ 
++      if (ats)
++              flags |= DTE_FLAG_IOTLB;
++ 
++      amd_iommu_dev_table[devid].data[3] |= flags;
++      amd_iommu_dev_table[devid].data[2]  = domain->id;
++      amd_iommu_dev_table[devid].data[1]  = upper_32_bits(pte_root);
++      amd_iommu_dev_table[devid].data[0]  = lower_32_bits(pte_root);
++ }
++ 
++ static void clear_dte_entry(u16 devid)
++ {
++      /* remove entry from the device table seen by the hardware */
++      amd_iommu_dev_table[devid].data[0] = IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_TV;
++      amd_iommu_dev_table[devid].data[1] = 0;
++      amd_iommu_dev_table[devid].data[2] = 0;
++ 
++      amd_iommu_apply_erratum_63(devid);
++ }
++ 
  -     struct iommu_dev_data *dev_data;
+++static void do_attach(struct iommu_dev_data *dev_data,
+++                   struct protection_domain *domain)
++ {
  -     struct pci_dev *pdev;
  -     bool ats = false;
  -     u16 devid;
  -
  -     devid    = get_device_id(dev);
  -     iommu    = amd_iommu_rlookup_table[devid];
  -     dev_data = get_dev_data(dev);
  -     pdev     = to_pci_dev(dev);
++      struct amd_iommu *iommu;
  -     if (amd_iommu_iotlb_sup)
  -             ats = pci_ats_enabled(pdev);
+++     bool ats;
++ 
  -     set_dte_entry(devid, domain, ats);
+++     iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
+++     ats   = dev_data->ats.enabled;
++ 
++      /* Update data structures */
++      dev_data->domain = domain;
++      list_add(&dev_data->list, &domain->dev_list);
  -     device_flush_dte(dev);
+++     set_dte_entry(dev_data->devid, domain, ats);
++ 
++      /* Do reference counting */
++      domain->dev_iommu[iommu->index] += 1;
++      domain->dev_cnt                 += 1;
++ 
++      /* Flush the DTE entry */
  -static void do_detach(struct device *dev)
+++     device_flush_dte(dev_data);
++ }
++ 
  -     struct iommu_dev_data *dev_data;
+++static void do_detach(struct iommu_dev_data *dev_data)
++ {
  -     u16 devid;
++      struct amd_iommu *iommu;
  -     devid    = get_device_id(dev);
  -     iommu    = amd_iommu_rlookup_table[devid];
  -     dev_data = get_dev_data(dev);
++ 
  -     clear_dte_entry(devid);
+++     iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
++ 
++      /* decrease reference counters */
++      dev_data->domain->dev_iommu[iommu->index] -= 1;
++      dev_data->domain->dev_cnt                 -= 1;
++ 
++      /* Update data structures */
++      dev_data->domain = NULL;
++      list_del(&dev_data->list);
  -     device_flush_dte(dev);
+++     clear_dte_entry(dev_data->devid);
++ 
++      /* Flush the DTE entry */
  -static int __attach_device(struct device *dev,
+++     device_flush_dte(dev_data);
++ }
++ 
++ /*
++  * If a device is not yet associated with a domain, this function does
++  * assigns it visible for the hardware
++  */
  -     struct iommu_dev_data *dev_data, *alias_data;
+++static int __attach_device(struct iommu_dev_data *dev_data,
++                         struct protection_domain *domain)
++ {
  -     dev_data   = get_dev_data(dev);
  -     alias_data = get_dev_data(dev_data->alias);
  -
  -     if (!alias_data)
  -             return -EINVAL;
  -
++      int ret;
++ 
  -     /* Some sanity checks */
  -     ret = -EBUSY;
  -     if (alias_data->domain != NULL &&
  -         alias_data->domain != domain)
  -             goto out_unlock;
++      /* lock domain */
++      spin_lock(&domain->lock);
++ 
  -     if (dev_data->domain != NULL &&
  -         dev_data->domain != domain)
  -             goto out_unlock;
+++     if (dev_data->alias_data != NULL) {
+++             struct iommu_dev_data *alias_data = dev_data->alias_data;
+++
+++             /* Some sanity checks */
+++             ret = -EBUSY;
+++             if (alias_data->domain != NULL &&
+++                             alias_data->domain != domain)
+++                     goto out_unlock;
++ 
  -     /* Do real assignment */
  -     if (dev_data->alias != dev) {
  -             alias_data = get_dev_data(dev_data->alias);
+++             if (dev_data->domain != NULL &&
+++                             dev_data->domain != domain)
+++                     goto out_unlock;
++ 
  -                     do_attach(dev_data->alias, domain);
+++             /* Do real assignment */
++              if (alias_data->domain == NULL)
  -             do_attach(dev, domain);
+++                     do_attach(alias_data, domain);
++ 
++              atomic_inc(&alias_data->bind);
++      }
++ 
++      if (dev_data->domain == NULL)
  -     if (amd_iommu_iotlb_sup)
  -             pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT);
+++             do_attach(dev_data, domain);
++ 
++      atomic_inc(&dev_data->bind);
++ 
++      ret = 0;
++ 
++ out_unlock:
++ 
++      /* ready */
++      spin_unlock(&domain->lock);
++ 
++      return ret;
++ }
++ 
++ /*
++  * If a device is not yet associated with a domain, this function does
++  * assigns it visible for the hardware
++  */
++ static int attach_device(struct device *dev,
++                       struct protection_domain *domain)
++ {
++      struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
+++     struct iommu_dev_data *dev_data;
++      unsigned long flags;
++      int ret;
++ 
  -     ret = __attach_device(dev, domain);
+++     dev_data = get_dev_data(dev);
+++
+++     if (amd_iommu_iotlb_sup && pci_enable_ats(pdev, PAGE_SHIFT) == 0) {
+++             dev_data->ats.enabled = true;
+++             dev_data->ats.qdep    = pci_ats_queue_depth(pdev);
+++     }
++ 
++      write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
  -static void __detach_device(struct device *dev)
+++     ret = __attach_device(dev_data, domain);
++      write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++ 
++      /*
++       * We might boot into a crash-kernel here. The crashed kernel
++       * left the caches in the IOMMU dirty. So we have to flush
++       * here to evict all dirty stuff.
++       */
++      domain_flush_tlb_pde(domain);
++ 
++      return ret;
++ }
++ 
++ /*
++  * Removes a device from a protection domain (unlocked)
++  */
  -     struct iommu_dev_data *dev_data = get_dev_data(dev);
  -     struct iommu_dev_data *alias_data;
+++static void __detach_device(struct iommu_dev_data *dev_data)
++ {
  -     if (dev_data->alias != dev) {
  -             alias_data = get_dev_data(dev_data->alias);
++      struct protection_domain *domain;
++      unsigned long flags;
++ 
++      BUG_ON(!dev_data->domain);
++ 
++      domain = dev_data->domain;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
  -                     do_detach(dev_data->alias);
+++     if (dev_data->alias_data != NULL) {
+++             struct iommu_dev_data *alias_data = dev_data->alias_data;
+++
++              if (atomic_dec_and_test(&alias_data->bind))
  -             do_detach(dev);
+++                     do_detach(alias_data);
++      }
++ 
++      if (atomic_dec_and_test(&dev_data->bind))
  -             __attach_device(dev, pt_domain);
+++             do_detach(dev_data);
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ 
++      /*
++       * If we run in passthrough mode the device must be assigned to the
++       * passthrough domain if it is detached from any other domain.
++       * Make sure we can deassign from the pt_domain itself.
++       */
++      if (iommu_pass_through &&
++          (dev_data->domain == NULL && domain != pt_domain))
  -     struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
+++             __attach_device(dev_data, pt_domain);
++ }
++ 
++ /*
++  * Removes a device from a protection domain (with devtable_lock held)
++  */
++ static void detach_device(struct device *dev)
++ {
  -     __detach_device(dev);
+++     struct iommu_dev_data *dev_data;
++      unsigned long flags;
++ 
+++     dev_data = get_dev_data(dev);
+++
++      /* lock device table */
++      write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
  -     if (amd_iommu_iotlb_sup && pci_ats_enabled(pdev))
  -             pci_disable_ats(pdev);
+++     __detach_device(dev_data);
++      write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++ 
  -     struct protection_domain *dom;
  -     struct iommu_dev_data *dev_data, *alias_data;
+++     if (dev_data->ats.enabled) {
+++             pci_disable_ats(to_pci_dev(dev));
+++             dev_data->ats.enabled = false;
+++     }
++ }
++ 
++ /*
++  * Find out the protection domain structure for a given PCI device. This
++  * will give us the pointer to the page table root for example.
++  */
++ static struct protection_domain *domain_for_device(struct device *dev)
++ {
  -     u16 devid;
+++     struct iommu_dev_data *dev_data;
+++     struct protection_domain *dom = NULL;
++      unsigned long flags;
  -     devid      = get_device_id(dev);
++ 
  -     alias_data = get_dev_data(dev_data->alias);
  -     if (!alias_data)
  -             return NULL;
++      dev_data   = get_dev_data(dev);
  -     read_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
  -     dom = dev_data->domain;
  -     if (dom == NULL &&
  -         alias_data->domain != NULL) {
  -             __attach_device(dev, alias_data->domain);
  -             dom = alias_data->domain;
  -     }
++ 
  -     read_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
+++     if (dev_data->domain)
+++             return dev_data->domain;
++ 
  -     device_flush_dte(dev);
+++     if (dev_data->alias_data != NULL) {
+++             struct iommu_dev_data *alias_data = dev_data->alias_data;
+++
+++             read_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
+++             if (alias_data->domain != NULL) {
+++                     __attach_device(dev_data, alias_data->domain);
+++                     dom = alias_data->domain;
+++             }
+++             read_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
+++     }
++ 
++      return dom;
++ }
++ 
++ static int device_change_notifier(struct notifier_block *nb,
++                                unsigned long action, void *data)
++ {
++      struct device *dev = data;
++      u16 devid;
++      struct protection_domain *domain;
++      struct dma_ops_domain *dma_domain;
++      struct amd_iommu *iommu;
++      unsigned long flags;
++ 
++      if (!check_device(dev))
++              return 0;
++ 
++      devid  = get_device_id(dev);
++      iommu  = amd_iommu_rlookup_table[devid];
++ 
++      switch (action) {
++      case BUS_NOTIFY_UNBOUND_DRIVER:
++ 
++              domain = domain_for_device(dev);
++ 
++              if (!domain)
++                      goto out;
++              if (iommu_pass_through)
++                      break;
++              detach_device(dev);
++              break;
++      case BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE:
++ 
++              iommu_init_device(dev);
++ 
++              domain = domain_for_device(dev);
++ 
++              /* allocate a protection domain if a device is added */
++              dma_domain = find_protection_domain(devid);
++              if (dma_domain)
++                      goto out;
++              dma_domain = dma_ops_domain_alloc();
++              if (!dma_domain)
++                      goto out;
++              dma_domain->target_dev = devid;
++ 
++              spin_lock_irqsave(&iommu_pd_list_lock, flags);
++              list_add_tail(&dma_domain->list, &iommu_pd_list);
++              spin_unlock_irqrestore(&iommu_pd_list_lock, flags);
++ 
++              break;
++      case BUS_NOTIFY_DEL_DEVICE:
++ 
++              iommu_uninit_device(dev);
++ 
++      default:
++              goto out;
++      }
++ 
  -     list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list) {
  -             struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev_data->dev);
  -             u16 devid = get_device_id(dev_data->dev);
  -             set_dte_entry(devid, domain, pci_ats_enabled(pdev));
  -     }
++      iommu_completion_wait(iommu);
++ 
++ out:
++      return 0;
++ }
++ 
++ static struct notifier_block device_nb = {
++      .notifier_call = device_change_notifier,
++ };
++ 
++ void amd_iommu_init_notifier(void)
++ {
++      bus_register_notifier(&pci_bus_type, &device_nb);
++ }
++ 
++ /*****************************************************************************
++  *
++  * The next functions belong to the dma_ops mapping/unmapping code.
++  *
++  *****************************************************************************/
++ 
++ /*
++  * In the dma_ops path we only have the struct device. This function
++  * finds the corresponding IOMMU, the protection domain and the
++  * requestor id for a given device.
++  * If the device is not yet associated with a domain this is also done
++  * in this function.
++  */
++ static struct protection_domain *get_domain(struct device *dev)
++ {
++      struct protection_domain *domain;
++      struct dma_ops_domain *dma_dom;
++      u16 devid = get_device_id(dev);
++ 
++      if (!check_device(dev))
++              return ERR_PTR(-EINVAL);
++ 
++      domain = domain_for_device(dev);
++      if (domain != NULL && !dma_ops_domain(domain))
++              return ERR_PTR(-EBUSY);
++ 
++      if (domain != NULL)
++              return domain;
++ 
++      /* Device not bount yet - bind it */
++      dma_dom = find_protection_domain(devid);
++      if (!dma_dom)
++              dma_dom = amd_iommu_rlookup_table[devid]->default_dom;
++      attach_device(dev, &dma_dom->domain);
++      DUMP_printk("Using protection domain %d for device %s\n",
++                  dma_dom->domain.id, dev_name(dev));
++ 
++      return &dma_dom->domain;
++ }
++ 
++ static void update_device_table(struct protection_domain *domain)
++ {
++      struct iommu_dev_data *dev_data;
++ 
  -             struct device *dev = dev_data->dev;
  -
  -             __detach_device(dev);
+++     list_for_each_entry(dev_data, &domain->dev_list, list)
+++             set_dte_entry(dev_data->devid, domain, dev_data->ats.enabled);
++ }
++ 
++ static void update_domain(struct protection_domain *domain)
++ {
++      if (!domain->updated)
++              return;
++ 
++      update_device_table(domain);
++ 
++      domain_flush_devices(domain);
++      domain_flush_tlb_pde(domain);
++ 
++      domain->updated = false;
++ }
++ 
++ /*
++  * This function fetches the PTE for a given address in the aperture
++  */
++ static u64* dma_ops_get_pte(struct dma_ops_domain *dom,
++                          unsigned long address)
++ {
++      struct aperture_range *aperture;
++      u64 *pte, *pte_page;
++ 
++      aperture = dom->aperture[APERTURE_RANGE_INDEX(address)];
++      if (!aperture)
++              return NULL;
++ 
++      pte = aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)];
++      if (!pte) {
++              pte = alloc_pte(&dom->domain, address, PAGE_SIZE, &pte_page,
++                              GFP_ATOMIC);
++              aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)] = pte_page;
++      } else
++              pte += PM_LEVEL_INDEX(0, address);
++ 
++      update_domain(&dom->domain);
++ 
++      return pte;
++ }
++ 
++ /*
++  * This is the generic map function. It maps one 4kb page at paddr to
++  * the given address in the DMA address space for the domain.
++  */
++ static dma_addr_t dma_ops_domain_map(struct dma_ops_domain *dom,
++                                   unsigned long address,
++                                   phys_addr_t paddr,
++                                   int direction)
++ {
++      u64 *pte, __pte;
++ 
++      WARN_ON(address > dom->aperture_size);
++ 
++      paddr &= PAGE_MASK;
++ 
++      pte  = dma_ops_get_pte(dom, address);
++      if (!pte)
++              return DMA_ERROR_CODE;
++ 
++      __pte = paddr | IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_FC;
++ 
++      if (direction == DMA_TO_DEVICE)
++              __pte |= IOMMU_PTE_IR;
++      else if (direction == DMA_FROM_DEVICE)
++              __pte |= IOMMU_PTE_IW;
++      else if (direction == DMA_BIDIRECTIONAL)
++              __pte |= IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW;
++ 
++      WARN_ON(*pte);
++ 
++      *pte = __pte;
++ 
++      return (dma_addr_t)address;
++ }
++ 
++ /*
++  * The generic unmapping function for on page in the DMA address space.
++  */
++ static void dma_ops_domain_unmap(struct dma_ops_domain *dom,
++                               unsigned long address)
++ {
++      struct aperture_range *aperture;
++      u64 *pte;
++ 
++      if (address >= dom->aperture_size)
++              return;
++ 
++      aperture = dom->aperture[APERTURE_RANGE_INDEX(address)];
++      if (!aperture)
++              return;
++ 
++      pte  = aperture->pte_pages[APERTURE_PAGE_INDEX(address)];
++      if (!pte)
++              return;
++ 
++      pte += PM_LEVEL_INDEX(0, address);
++ 
++      WARN_ON(!*pte);
++ 
++      *pte = 0ULL;
++ }
++ 
++ /*
++  * This function contains common code for mapping of a physically
++  * contiguous memory region into DMA address space. It is used by all
++  * mapping functions provided with this IOMMU driver.
++  * Must be called with the domain lock held.
++  */
++ static dma_addr_t __map_single(struct device *dev,
++                             struct dma_ops_domain *dma_dom,
++                             phys_addr_t paddr,
++                             size_t size,
++                             int dir,
++                             bool align,
++                             u64 dma_mask)
++ {
++      dma_addr_t offset = paddr & ~PAGE_MASK;
++      dma_addr_t address, start, ret;
++      unsigned int pages;
++      unsigned long align_mask = 0;
++      int i;
++ 
++      pages = iommu_num_pages(paddr, size, PAGE_SIZE);
++      paddr &= PAGE_MASK;
++ 
++      INC_STATS_COUNTER(total_map_requests);
++ 
++      if (pages > 1)
++              INC_STATS_COUNTER(cross_page);
++ 
++      if (align)
++              align_mask = (1UL << get_order(size)) - 1;
++ 
++ retry:
++      address = dma_ops_alloc_addresses(dev, dma_dom, pages, align_mask,
++                                        dma_mask);
++      if (unlikely(address == DMA_ERROR_CODE)) {
++              /*
++               * setting next_address here will let the address
++               * allocator only scan the new allocated range in the
++               * first run. This is a small optimization.
++               */
++              dma_dom->next_address = dma_dom->aperture_size;
++ 
++              if (alloc_new_range(dma_dom, false, GFP_ATOMIC))
++                      goto out;
++ 
++              /*
++               * aperture was successfully enlarged by 128 MB, try
++               * allocation again
++               */
++              goto retry;
++      }
++ 
++      start = address;
++      for (i = 0; i < pages; ++i) {
++              ret = dma_ops_domain_map(dma_dom, start, paddr, dir);
++              if (ret == DMA_ERROR_CODE)
++                      goto out_unmap;
++ 
++              paddr += PAGE_SIZE;
++              start += PAGE_SIZE;
++      }
++      address += offset;
++ 
++      ADD_STATS_COUNTER(alloced_io_mem, size);
++ 
++      if (unlikely(dma_dom->need_flush && !amd_iommu_unmap_flush)) {
++              domain_flush_tlb(&dma_dom->domain);
++              dma_dom->need_flush = false;
++      } else if (unlikely(amd_iommu_np_cache))
++              domain_flush_pages(&dma_dom->domain, address, size);
++ 
++ out:
++      return address;
++ 
++ out_unmap:
++ 
++      for (--i; i >= 0; --i) {
++              start -= PAGE_SIZE;
++              dma_ops_domain_unmap(dma_dom, start);
++      }
++ 
++      dma_ops_free_addresses(dma_dom, address, pages);
++ 
++      return DMA_ERROR_CODE;
++ }
++ 
++ /*
++  * Does the reverse of the __map_single function. Must be called with
++  * the domain lock held too
++  */
++ static void __unmap_single(struct dma_ops_domain *dma_dom,
++                         dma_addr_t dma_addr,
++                         size_t size,
++                         int dir)
++ {
++      dma_addr_t flush_addr;
++      dma_addr_t i, start;
++      unsigned int pages;
++ 
++      if ((dma_addr == DMA_ERROR_CODE) ||
++          (dma_addr + size > dma_dom->aperture_size))
++              return;
++ 
++      flush_addr = dma_addr;
++      pages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
++      dma_addr &= PAGE_MASK;
++      start = dma_addr;
++ 
++      for (i = 0; i < pages; ++i) {
++              dma_ops_domain_unmap(dma_dom, start);
++              start += PAGE_SIZE;
++      }
++ 
++      SUB_STATS_COUNTER(alloced_io_mem, size);
++ 
++      dma_ops_free_addresses(dma_dom, dma_addr, pages);
++ 
++      if (amd_iommu_unmap_flush || dma_dom->need_flush) {
++              domain_flush_pages(&dma_dom->domain, flush_addr, size);
++              dma_dom->need_flush = false;
++      }
++ }
++ 
++ /*
++  * The exported map_single function for dma_ops.
++  */
++ static dma_addr_t map_page(struct device *dev, struct page *page,
++                         unsigned long offset, size_t size,
++                         enum dma_data_direction dir,
++                         struct dma_attrs *attrs)
++ {
++      unsigned long flags;
++      struct protection_domain *domain;
++      dma_addr_t addr;
++      u64 dma_mask;
++      phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
++ 
++      INC_STATS_COUNTER(cnt_map_single);
++ 
++      domain = get_domain(dev);
++      if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
++              return (dma_addr_t)paddr;
++      else if (IS_ERR(domain))
++              return DMA_ERROR_CODE;
++ 
++      dma_mask = *dev->dma_mask;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
++      addr = __map_single(dev, domain->priv, paddr, size, dir, false,
++                          dma_mask);
++      if (addr == DMA_ERROR_CODE)
++              goto out;
++ 
++      domain_flush_complete(domain);
++ 
++ out:
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ 
++      return addr;
++ }
++ 
++ /*
++  * The exported unmap_single function for dma_ops.
++  */
++ static void unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr, size_t size,
++                     enum dma_data_direction dir, struct dma_attrs *attrs)
++ {
++      unsigned long flags;
++      struct protection_domain *domain;
++ 
++      INC_STATS_COUNTER(cnt_unmap_single);
++ 
++      domain = get_domain(dev);
++      if (IS_ERR(domain))
++              return;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
++      __unmap_single(domain->priv, dma_addr, size, dir);
++ 
++      domain_flush_complete(domain);
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ }
++ 
++ /*
++  * This is a special map_sg function which is used if we should map a
++  * device which is not handled by an AMD IOMMU in the system.
++  */
++ static int map_sg_no_iommu(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
++                         int nelems, int dir)
++ {
++      struct scatterlist *s;
++      int i;
++ 
++      for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
++              s->dma_address = (dma_addr_t)sg_phys(s);
++              s->dma_length  = s->length;
++      }
++ 
++      return nelems;
++ }
++ 
++ /*
++  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
++  * lists).
++  */
++ static int map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
++                int nelems, enum dma_data_direction dir,
++                struct dma_attrs *attrs)
++ {
++      unsigned long flags;
++      struct protection_domain *domain;
++      int i;
++      struct scatterlist *s;
++      phys_addr_t paddr;
++      int mapped_elems = 0;
++      u64 dma_mask;
++ 
++      INC_STATS_COUNTER(cnt_map_sg);
++ 
++      domain = get_domain(dev);
++      if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL)
++              return map_sg_no_iommu(dev, sglist, nelems, dir);
++      else if (IS_ERR(domain))
++              return 0;
++ 
++      dma_mask = *dev->dma_mask;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
++      for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
++              paddr = sg_phys(s);
++ 
++              s->dma_address = __map_single(dev, domain->priv,
++                                            paddr, s->length, dir, false,
++                                            dma_mask);
++ 
++              if (s->dma_address) {
++                      s->dma_length = s->length;
++                      mapped_elems++;
++              } else
++                      goto unmap;
++      }
++ 
++      domain_flush_complete(domain);
++ 
++ out:
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ 
++      return mapped_elems;
++ unmap:
++      for_each_sg(sglist, s, mapped_elems, i) {
++              if (s->dma_address)
++                      __unmap_single(domain->priv, s->dma_address,
++                                     s->dma_length, dir);
++              s->dma_address = s->dma_length = 0;
++      }
++ 
++      mapped_elems = 0;
++ 
++      goto out;
++ }
++ 
++ /*
++  * The exported map_sg function for dma_ops (handles scatter-gather
++  * lists).
++  */
++ static void unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sglist,
++                   int nelems, enum dma_data_direction dir,
++                   struct dma_attrs *attrs)
++ {
++      unsigned long flags;
++      struct protection_domain *domain;
++      struct scatterlist *s;
++      int i;
++ 
++      INC_STATS_COUNTER(cnt_unmap_sg);
++ 
++      domain = get_domain(dev);
++      if (IS_ERR(domain))
++              return;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
++      for_each_sg(sglist, s, nelems, i) {
++              __unmap_single(domain->priv, s->dma_address,
++                             s->dma_length, dir);
++              s->dma_address = s->dma_length = 0;
++      }
++ 
++      domain_flush_complete(domain);
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ }
++ 
++ /*
++  * The exported alloc_coherent function for dma_ops.
++  */
++ static void *alloc_coherent(struct device *dev, size_t size,
++                          dma_addr_t *dma_addr, gfp_t flag)
++ {
++      unsigned long flags;
++      void *virt_addr;
++      struct protection_domain *domain;
++      phys_addr_t paddr;
++      u64 dma_mask = dev->coherent_dma_mask;
++ 
++      INC_STATS_COUNTER(cnt_alloc_coherent);
++ 
++      domain = get_domain(dev);
++      if (PTR_ERR(domain) == -EINVAL) {
++              virt_addr = (void *)__get_free_pages(flag, get_order(size));
++              *dma_addr = __pa(virt_addr);
++              return virt_addr;
++      } else if (IS_ERR(domain))
++              return NULL;
++ 
++      dma_mask  = dev->coherent_dma_mask;
++      flag     &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
++      flag     |= __GFP_ZERO;
++ 
++      virt_addr = (void *)__get_free_pages(flag, get_order(size));
++      if (!virt_addr)
++              return NULL;
++ 
++      paddr = virt_to_phys(virt_addr);
++ 
++      if (!dma_mask)
++              dma_mask = *dev->dma_mask;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
++      *dma_addr = __map_single(dev, domain->priv, paddr,
++                               size, DMA_BIDIRECTIONAL, true, dma_mask);
++ 
++      if (*dma_addr == DMA_ERROR_CODE) {
++              spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++              goto out_free;
++      }
++ 
++      domain_flush_complete(domain);
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ 
++      return virt_addr;
++ 
++ out_free:
++ 
++      free_pages((unsigned long)virt_addr, get_order(size));
++ 
++      return NULL;
++ }
++ 
++ /*
++  * The exported free_coherent function for dma_ops.
++  */
++ static void free_coherent(struct device *dev, size_t size,
++                        void *virt_addr, dma_addr_t dma_addr)
++ {
++      unsigned long flags;
++      struct protection_domain *domain;
++ 
++      INC_STATS_COUNTER(cnt_free_coherent);
++ 
++      domain = get_domain(dev);
++      if (IS_ERR(domain))
++              goto free_mem;
++ 
++      spin_lock_irqsave(&domain->lock, flags);
++ 
++      __unmap_single(domain->priv, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL);
++ 
++      domain_flush_complete(domain);
++ 
++      spin_unlock_irqrestore(&domain->lock, flags);
++ 
++ free_mem:
++      free_pages((unsigned long)virt_addr, get_order(size));
++ }
++ 
++ /*
++  * This function is called by the DMA layer to find out if we can handle a
++  * particular device. It is part of the dma_ops.
++  */
++ static int amd_iommu_dma_supported(struct device *dev, u64 mask)
++ {
++      return check_device(dev);
++ }
++ 
++ /*
++  * The function for pre-allocating protection domains.
++  *
++  * If the driver core informs the DMA layer if a driver grabs a device
++  * we don't need to preallocate the protection domains anymore.
++  * For now we have to.
++  */
++ static void prealloc_protection_domains(void)
++ {
++      struct pci_dev *dev = NULL;
++      struct dma_ops_domain *dma_dom;
++      u16 devid;
++ 
++      for_each_pci_dev(dev) {
++ 
++              /* Do we handle this device? */
++              if (!check_device(&dev->dev))
++                      continue;
++ 
++              /* Is there already any domain for it? */
++              if (domain_for_device(&dev->dev))
++                      continue;
++ 
++              devid = get_device_id(&dev->dev);
++ 
++              dma_dom = dma_ops_domain_alloc();
++              if (!dma_dom)
++                      continue;
++              init_unity_mappings_for_device(dma_dom, devid);
++              dma_dom->target_dev = devid;
++ 
++              attach_device(&dev->dev, &dma_dom->domain);
++ 
++              list_add_tail(&dma_dom->list, &iommu_pd_list);
++      }
++ }
++ 
++ static struct dma_map_ops amd_iommu_dma_ops = {
++      .alloc_coherent = alloc_coherent,
++      .free_coherent = free_coherent,
++      .map_page = map_page,
++      .unmap_page = unmap_page,
++      .map_sg = map_sg,
++      .unmap_sg = unmap_sg,
++      .dma_supported = amd_iommu_dma_supported,
++ };
++ 
++ static unsigned device_dma_ops_init(void)
++ {
++      struct pci_dev *pdev = NULL;
++      unsigned unhandled = 0;
++ 
++      for_each_pci_dev(pdev) {
++              if (!check_device(&pdev->dev)) {
++                      unhandled += 1;
++                      continue;
++              }
++ 
++              pdev->dev.archdata.dma_ops = &amd_iommu_dma_ops;
++      }
++ 
++      return unhandled;
++ }
++ 
++ /*
++  * The function which clues the AMD IOMMU driver into dma_ops.
++  */
++ 
++ void __init amd_iommu_init_api(void)
++ {
++      register_iommu(&amd_iommu_ops);
++ }
++ 
++ int __init amd_iommu_init_dma_ops(void)
++ {
++      struct amd_iommu *iommu;
++      int ret, unhandled;
++ 
++      /*
++       * first allocate a default protection domain for every IOMMU we
++       * found in the system. Devices not assigned to any other
++       * protection domain will be assigned to the default one.
++       */
++      for_each_iommu(iommu) {
++              iommu->default_dom = dma_ops_domain_alloc();
++              if (iommu->default_dom == NULL)
++                      return -ENOMEM;
++              iommu->default_dom->domain.flags |= PD_DEFAULT_MASK;
++              ret = iommu_init_unity_mappings(iommu);
++              if (ret)
++                      goto free_domains;
++      }
++ 
++      /*
++       * Pre-allocate the protection domains for each device.
++       */
++      prealloc_protection_domains();
++ 
++      iommu_detected = 1;
++      swiotlb = 0;
++ 
++      /* Make the driver finally visible to the drivers */
++      unhandled = device_dma_ops_init();
++      if (unhandled && max_pfn > MAX_DMA32_PFN) {
++              /* There are unhandled devices - initialize swiotlb for them */
++              swiotlb = 1;
++      }
++ 
++      amd_iommu_stats_init();
++ 
++      return 0;
++ 
++ free_domains:
++ 
++      for_each_iommu(iommu) {
++              if (iommu->default_dom)
++                      dma_ops_domain_free(iommu->default_dom);
++      }
++ 
++      return ret;
++ }
++ 
++ /*****************************************************************************
++  *
++  * The following functions belong to the exported interface of AMD IOMMU
++  *
++  * This interface allows access to lower level functions of the IOMMU
++  * like protection domain handling and assignement of devices to domains
++  * which is not possible with the dma_ops interface.
++  *
++  *****************************************************************************/
++ 
++ static void cleanup_domain(struct protection_domain *domain)
++ {
++      struct iommu_dev_data *dev_data, *next;
++      unsigned long flags;
++ 
++      write_lock_irqsave(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++ 
++      list_for_each_entry_safe(dev_data, next, &domain->dev_list, list) {
  -     device_flush_dte(dev);
+++             __detach_device(dev_data);
++              atomic_set(&dev_data->bind, 0);
++      }
++ 
++      write_unlock_irqrestore(&amd_iommu_devtable_lock, flags);
++ }
++ 
++ static void protection_domain_free(struct protection_domain *domain)
++ {
++      if (!domain)
++              return;
++ 
++      del_domain_from_list(domain);
++ 
++      if (domain->id)
++              domain_id_free(domain->id);
++ 
++      kfree(domain);
++ }
++ 
++ static struct protection_domain *protection_domain_alloc(void)
++ {
++      struct protection_domain *domain;
++ 
++      domain = kzalloc(sizeof(*domain), GFP_KERNEL);
++      if (!domain)
++              return NULL;
++ 
++      spin_lock_init(&domain->lock);
++      mutex_init(&domain->api_lock);
++      domain->id = domain_id_alloc();
++      if (!domain->id)
++              goto out_err;
++      INIT_LIST_HEAD(&domain->dev_list);
++ 
++      add_domain_to_list(domain);
++ 
++      return domain;
++ 
++ out_err:
++      kfree(domain);
++ 
++      return NULL;
++ }
++ 
++ static int amd_iommu_domain_init(struct iommu_domain *dom)
++ {
++      struct protection_domain *domain;
++ 
++      domain = protection_domain_alloc();
++      if (!domain)
++              goto out_free;
++ 
++      domain->mode    = PAGE_MODE_3_LEVEL;
++      domain->pt_root = (void *)get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
++      if (!domain->pt_root)
++              goto out_free;
++ 
++      dom->priv = domain;
++ 
++      return 0;
++ 
++ out_free:
++      protection_domain_free(domain);
++ 
++      return -ENOMEM;
++ }
++ 
++ static void amd_iommu_domain_destroy(struct iommu_domain *dom)
++ {
++      struct protection_domain *domain = dom->priv;
++ 
++      if (!domain)
++              return;
++ 
++      if (domain->dev_cnt > 0)
++              cleanup_domain(domain);
++ 
++      BUG_ON(domain->dev_cnt != 0);
++ 
++      free_pagetable(domain);
++ 
++      protection_domain_free(domain);
++ 
++      dom->priv = NULL;
++ }
++ 
++ static void amd_iommu_detach_device(struct iommu_domain *dom,
++                                  struct device *dev)
++ {
++      struct iommu_dev_data *dev_data = dev->archdata.iommu;
++      struct amd_iommu *iommu;
++      u16 devid;
++ 
++      if (!check_device(dev))
++              return;
++ 
++      devid = get_device_id(dev);
++ 
++      if (dev_data->domain != NULL)
++              detach_device(dev);
++ 
++      iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
++      if (!iommu)
++              return;
++ 
  -     u16 devid;
++      iommu_completion_wait(iommu);
++ }
++ 
++ static int amd_iommu_attach_device(struct iommu_domain *dom,
++                                 struct device *dev)
++ {
++      struct protection_domain *domain = dom->priv;
++      struct iommu_dev_data *dev_data;
++      struct amd_iommu *iommu;
++      int ret;
  -     devid = get_device_id(dev);
  -
  -     iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
++ 
++      if (!check_device(dev))
++              return -EINVAL;
++ 
++      dev_data = dev->archdata.iommu;
++ 
+++     iommu = amd_iommu_rlookup_table[dev_data->devid];
++      if (!iommu)
++              return -EINVAL;
++ 
++      if (dev_data->domain)
++              detach_device(dev);
++ 
++      ret = attach_device(dev, domain);
++ 
++      iommu_completion_wait(iommu);
++ 
++      return ret;
++ }
++ 
++ static int amd_iommu_map(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
++                       phys_addr_t paddr, int gfp_order, int iommu_prot)
++ {
++      unsigned long page_size = 0x1000UL << gfp_order;
++      struct protection_domain *domain = dom->priv;
++      int prot = 0;
++      int ret;
++ 
++      if (iommu_prot & IOMMU_READ)
++              prot |= IOMMU_PROT_IR;
++      if (iommu_prot & IOMMU_WRITE)
++              prot |= IOMMU_PROT_IW;
++ 
++      mutex_lock(&domain->api_lock);
++      ret = iommu_map_page(domain, iova, paddr, prot, page_size);
++      mutex_unlock(&domain->api_lock);
++ 
++      return ret;
++ }
++ 
++ static int amd_iommu_unmap(struct iommu_domain *dom, unsigned long iova,
++                         int gfp_order)
++ {
++      struct protection_domain *domain = dom->priv;
++      unsigned long page_size, unmap_size;
++ 
++      page_size  = 0x1000UL << gfp_order;
++ 
++      mutex_lock(&domain->api_lock);
++      unmap_size = iommu_unmap_page(domain, iova, page_size);
++      mutex_unlock(&domain->api_lock);
++ 
++      domain_flush_tlb_pde(domain);
++ 
++      return get_order(unmap_size);
++ }
++ 
++ static phys_addr_t amd_iommu_iova_to_phys(struct iommu_domain *dom,
++                                        unsigned long iova)
++ {
++      struct protection_domain *domain = dom->priv;
++      unsigned long offset_mask;
++      phys_addr_t paddr;
++      u64 *pte, __pte;
++ 
++      pte = fetch_pte(domain, iova);
++ 
++      if (!pte || !IOMMU_PTE_PRESENT(*pte))
++              return 0;
++ 
++      if (PM_PTE_LEVEL(*pte) == 0)
++              offset_mask = PAGE_SIZE - 1;
++      else
++              offset_mask = PTE_PAGE_SIZE(*pte) - 1;
++ 
++      __pte = *pte & PM_ADDR_MASK;
++      paddr = (__pte & ~offset_mask) | (iova & offset_mask);
++ 
++      return paddr;
++ }
++ 
++ static int amd_iommu_domain_has_cap(struct iommu_domain *domain,
++                                  unsigned long cap)
++ {
++      switch (cap) {
++      case IOMMU_CAP_CACHE_COHERENCY:
++              return 1;
++      }
++ 
++      return 0;
++ }
++ 
++ static struct iommu_ops amd_iommu_ops = {
++      .domain_init = amd_iommu_domain_init,
++      .domain_destroy = amd_iommu_domain_destroy,
++      .attach_dev = amd_iommu_attach_device,
++      .detach_dev = amd_iommu_detach_device,
++      .map = amd_iommu_map,
++      .unmap = amd_iommu_unmap,
++      .iova_to_phys = amd_iommu_iova_to_phys,
++      .domain_has_cap = amd_iommu_domain_has_cap,
++ };
++ 
++ /*****************************************************************************
++  *
++  * The next functions do a basic initialization of IOMMU for pass through
++  * mode
++  *
++  * In passthrough mode the IOMMU is initialized and enabled but not used for
++  * DMA-API translation.
++  *
++  *****************************************************************************/
++ 
++ int __init amd_iommu_init_passthrough(void)
++ {
++      struct amd_iommu *iommu;
++      struct pci_dev *dev = NULL;
++      u16 devid;
++ 
++      /* allocate passthrough domain */
++      pt_domain = protection_domain_alloc();
++      if (!pt_domain)
++              return -ENOMEM;
++ 
++      pt_domain->mode |= PAGE_MODE_NONE;
++ 
++      for_each_pci_dev(dev) {
++              if (!check_device(&dev->dev))
++                      continue;
++ 
++              devid = get_device_id(&dev->dev);
++ 
++              iommu = amd_iommu_rlookup_table[devid];
++              if (!iommu)
++                      continue;
++ 
++              attach_device(&dev->dev, pt_domain);
++      }
++ 
++      pr_info("AMD-Vi: Initialized for Passthrough Mode\n");
++ 
++      return 0;
++ }
index 0000000000000000000000000000000000000000,0000000000000000000000000000000000000000,4c9982995414a3f84a06f7483733ddb7d9d160a7..5b9c5075e81a67bd11938d228b674628aa61933b
mode 000000,000000,100644..100644
--- /dev/null
--- /dev/null
@@@@ -1,0 -1,0 -1,580 +1,585 @@@@
  -     struct device *dev;               /* Device this data belong to */
  -     struct device *alias;             /* The Alias Device */
++ /*
++  * Copyright (C) 2007-2010 Advanced Micro Devices, Inc.
++  * Author: Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
++  *         Leo Duran <leo.duran@amd.com>
++  *
++  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
++  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
++  * by the Free Software Foundation.
++  *
++  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
++  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
++  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
++  * GNU General Public License for more details.
++  *
++  * You should have received a copy of the GNU General Public License
++  * along with this program; if not, write to the Free Software
++  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
++  */
++ 
++ #ifndef _ASM_X86_AMD_IOMMU_TYPES_H
++ #define _ASM_X86_AMD_IOMMU_TYPES_H
++ 
++ #include <linux/types.h>
++ #include <linux/mutex.h>
++ #include <linux/list.h>
++ #include <linux/spinlock.h>
++ 
++ /*
++  * Maximum number of IOMMUs supported
++  */
++ #define MAX_IOMMUS   32
++ 
++ /*
++  * some size calculation constants
++  */
++ #define DEV_TABLE_ENTRY_SIZE         32
++ #define ALIAS_TABLE_ENTRY_SIZE               2
++ #define RLOOKUP_TABLE_ENTRY_SIZE     (sizeof(void *))
++ 
++ /* Length of the MMIO region for the AMD IOMMU */
++ #define MMIO_REGION_LENGTH       0x4000
++ 
++ /* Capability offsets used by the driver */
++ #define MMIO_CAP_HDR_OFFSET  0x00
++ #define MMIO_RANGE_OFFSET    0x0c
++ #define MMIO_MISC_OFFSET     0x10
++ 
++ /* Masks, shifts and macros to parse the device range capability */
++ #define MMIO_RANGE_LD_MASK   0xff000000
++ #define MMIO_RANGE_FD_MASK   0x00ff0000
++ #define MMIO_RANGE_BUS_MASK  0x0000ff00
++ #define MMIO_RANGE_LD_SHIFT  24
++ #define MMIO_RANGE_FD_SHIFT  16
++ #define MMIO_RANGE_BUS_SHIFT 8
++ #define MMIO_GET_LD(x)  (((x) & MMIO_RANGE_LD_MASK) >> MMIO_RANGE_LD_SHIFT)
++ #define MMIO_GET_FD(x)  (((x) & MMIO_RANGE_FD_MASK) >> MMIO_RANGE_FD_SHIFT)
++ #define MMIO_GET_BUS(x) (((x) & MMIO_RANGE_BUS_MASK) >> MMIO_RANGE_BUS_SHIFT)
++ #define MMIO_MSI_NUM(x)      ((x) & 0x1f)
++ 
++ /* Flag masks for the AMD IOMMU exclusion range */
++ #define MMIO_EXCL_ENABLE_MASK 0x01ULL
++ #define MMIO_EXCL_ALLOW_MASK  0x02ULL
++ 
++ /* Used offsets into the MMIO space */
++ #define MMIO_DEV_TABLE_OFFSET   0x0000
++ #define MMIO_CMD_BUF_OFFSET     0x0008
++ #define MMIO_EVT_BUF_OFFSET     0x0010
++ #define MMIO_CONTROL_OFFSET     0x0018
++ #define MMIO_EXCL_BASE_OFFSET   0x0020
++ #define MMIO_EXCL_LIMIT_OFFSET  0x0028
++ #define MMIO_EXT_FEATURES    0x0030
++ #define MMIO_CMD_HEAD_OFFSET 0x2000
++ #define MMIO_CMD_TAIL_OFFSET 0x2008
++ #define MMIO_EVT_HEAD_OFFSET 0x2010
++ #define MMIO_EVT_TAIL_OFFSET 0x2018
++ #define MMIO_STATUS_OFFSET   0x2020
++ 
++ 
++ /* Extended Feature Bits */
++ #define FEATURE_PREFETCH     (1ULL<<0)
++ #define FEATURE_PPR          (1ULL<<1)
++ #define FEATURE_X2APIC               (1ULL<<2)
++ #define FEATURE_NX           (1ULL<<3)
++ #define FEATURE_GT           (1ULL<<4)
++ #define FEATURE_IA           (1ULL<<6)
++ #define FEATURE_GA           (1ULL<<7)
++ #define FEATURE_HE           (1ULL<<8)
++ #define FEATURE_PC           (1ULL<<9)
++ 
++ /* MMIO status bits */
++ #define MMIO_STATUS_COM_WAIT_INT_MASK        0x04
++ 
++ /* event logging constants */
++ #define EVENT_ENTRY_SIZE     0x10
++ #define EVENT_TYPE_SHIFT     28
++ #define EVENT_TYPE_MASK              0xf
++ #define EVENT_TYPE_ILL_DEV   0x1
++ #define EVENT_TYPE_IO_FAULT  0x2
++ #define EVENT_TYPE_DEV_TAB_ERR       0x3
++ #define EVENT_TYPE_PAGE_TAB_ERR      0x4
++ #define EVENT_TYPE_ILL_CMD   0x5
++ #define EVENT_TYPE_CMD_HARD_ERR      0x6
++ #define EVENT_TYPE_IOTLB_INV_TO      0x7
++ #define EVENT_TYPE_INV_DEV_REQ       0x8
++ #define EVENT_DEVID_MASK     0xffff
++ #define EVENT_DEVID_SHIFT    0
++ #define EVENT_DOMID_MASK     0xffff
++ #define EVENT_DOMID_SHIFT    0
++ #define EVENT_FLAGS_MASK     0xfff
++ #define EVENT_FLAGS_SHIFT    0x10
++ 
++ /* feature control bits */
++ #define CONTROL_IOMMU_EN        0x00ULL
++ #define CONTROL_HT_TUN_EN       0x01ULL
++ #define CONTROL_EVT_LOG_EN      0x02ULL
++ #define CONTROL_EVT_INT_EN      0x03ULL
++ #define CONTROL_COMWAIT_EN      0x04ULL
++ #define CONTROL_PASSPW_EN       0x08ULL
++ #define CONTROL_RESPASSPW_EN    0x09ULL
++ #define CONTROL_COHERENT_EN     0x0aULL
++ #define CONTROL_ISOC_EN         0x0bULL
++ #define CONTROL_CMDBUF_EN       0x0cULL
++ #define CONTROL_PPFLOG_EN       0x0dULL
++ #define CONTROL_PPFINT_EN       0x0eULL
++ 
++ /* command specific defines */
++ #define CMD_COMPL_WAIT          0x01
++ #define CMD_INV_DEV_ENTRY       0x02
++ #define CMD_INV_IOMMU_PAGES  0x03
++ #define CMD_INV_IOTLB_PAGES  0x04
++ #define CMD_INV_ALL          0x08
++ 
++ #define CMD_COMPL_WAIT_STORE_MASK    0x01
++ #define CMD_COMPL_WAIT_INT_MASK              0x02
++ #define CMD_INV_IOMMU_PAGES_SIZE_MASK        0x01
++ #define CMD_INV_IOMMU_PAGES_PDE_MASK 0x02
++ 
++ #define CMD_INV_IOMMU_ALL_PAGES_ADDRESS      0x7fffffffffffffffULL
++ 
++ /* macros and definitions for device table entries */
++ #define DEV_ENTRY_VALID         0x00
++ #define DEV_ENTRY_TRANSLATION   0x01
++ #define DEV_ENTRY_IR            0x3d
++ #define DEV_ENTRY_IW            0x3e
++ #define DEV_ENTRY_NO_PAGE_FAULT      0x62
++ #define DEV_ENTRY_EX            0x67
++ #define DEV_ENTRY_SYSMGT1       0x68
++ #define DEV_ENTRY_SYSMGT2       0x69
++ #define DEV_ENTRY_INIT_PASS     0xb8
++ #define DEV_ENTRY_EINT_PASS     0xb9
++ #define DEV_ENTRY_NMI_PASS      0xba
++ #define DEV_ENTRY_LINT0_PASS    0xbe
++ #define DEV_ENTRY_LINT1_PASS    0xbf
++ #define DEV_ENTRY_MODE_MASK  0x07
++ #define DEV_ENTRY_MODE_SHIFT 0x09
++ 
++ /* constants to configure the command buffer */
++ #define CMD_BUFFER_SIZE    8192
++ #define CMD_BUFFER_UNINITIALIZED 1
++ #define CMD_BUFFER_ENTRIES 512
++ #define MMIO_CMD_SIZE_SHIFT 56
++ #define MMIO_CMD_SIZE_512 (0x9ULL << MMIO_CMD_SIZE_SHIFT)
++ 
++ /* constants for event buffer handling */
++ #define EVT_BUFFER_SIZE              8192 /* 512 entries */
++ #define EVT_LEN_MASK         (0x9ULL << 56)
++ 
++ #define PAGE_MODE_NONE    0x00
++ #define PAGE_MODE_1_LEVEL 0x01
++ #define PAGE_MODE_2_LEVEL 0x02
++ #define PAGE_MODE_3_LEVEL 0x03
++ #define PAGE_MODE_4_LEVEL 0x04
++ #define PAGE_MODE_5_LEVEL 0x05
++ #define PAGE_MODE_6_LEVEL 0x06
++ 
++ #define PM_LEVEL_SHIFT(x)    (12 + ((x) * 9))
++ #define PM_LEVEL_SIZE(x)     (((x) < 6) ? \
++                                ((1ULL << PM_LEVEL_SHIFT((x))) - 1): \
++                                 (0xffffffffffffffffULL))
++ #define PM_LEVEL_INDEX(x, a) (((a) >> PM_LEVEL_SHIFT((x))) & 0x1ffULL)
++ #define PM_LEVEL_ENC(x)              (((x) << 9) & 0xe00ULL)
++ #define PM_LEVEL_PDE(x, a)   ((a) | PM_LEVEL_ENC((x)) | \
++                               IOMMU_PTE_P | IOMMU_PTE_IR | IOMMU_PTE_IW)
++ #define PM_PTE_LEVEL(pte)    (((pte) >> 9) & 0x7ULL)
++ 
++ #define PM_MAP_4k            0
++ #define PM_ADDR_MASK         0x000ffffffffff000ULL
++ #define PM_MAP_MASK(lvl)     (PM_ADDR_MASK & \
++                              (~((1ULL << (12 + ((lvl) * 9))) - 1)))
++ #define PM_ALIGNED(lvl, addr)        ((PM_MAP_MASK(lvl) & (addr)) == (addr))
++ 
++ /*
++  * Returns the page table level to use for a given page size
++  * Pagesize is expected to be a power-of-two
++  */
++ #define PAGE_SIZE_LEVEL(pagesize) \
++              ((__ffs(pagesize) - 12) / 9)
++ /*
++  * Returns the number of ptes to use for a given page size
++  * Pagesize is expected to be a power-of-two
++  */
++ #define PAGE_SIZE_PTE_COUNT(pagesize) \
++              (1ULL << ((__ffs(pagesize) - 12) % 9))
++ 
++ /*
++  * Aligns a given io-virtual address to a given page size
++  * Pagesize is expected to be a power-of-two
++  */
++ #define PAGE_SIZE_ALIGN(address, pagesize) \
++              ((address) & ~((pagesize) - 1))
++ /*
++  * Creates an IOMMU PTE for an address an a given pagesize
++  * The PTE has no permission bits set
++  * Pagesize is expected to be a power-of-two larger than 4096
++  */
++ #define PAGE_SIZE_PTE(address, pagesize)             \
++              (((address) | ((pagesize) - 1)) &       \
++               (~(pagesize >> 1)) & PM_ADDR_MASK)
++ 
++ /*
++  * Takes a PTE value with mode=0x07 and returns the page size it maps
++  */
++ #define PTE_PAGE_SIZE(pte) \
++      (1ULL << (1 + ffz(((pte) | 0xfffULL))))
++ 
++ #define IOMMU_PTE_P  (1ULL << 0)
++ #define IOMMU_PTE_TV (1ULL << 1)
++ #define IOMMU_PTE_U  (1ULL << 59)
++ #define IOMMU_PTE_FC (1ULL << 60)
++ #define IOMMU_PTE_IR (1ULL << 61)
++ #define IOMMU_PTE_IW (1ULL << 62)
++ 
++ #define DTE_FLAG_IOTLB       0x01
++ 
++ #define IOMMU_PAGE_MASK (((1ULL << 52) - 1) & ~0xfffULL)
++ #define IOMMU_PTE_PRESENT(pte) ((pte) & IOMMU_PTE_P)
++ #define IOMMU_PTE_PAGE(pte) (phys_to_virt((pte) & IOMMU_PAGE_MASK))
++ #define IOMMU_PTE_MODE(pte) (((pte) >> 9) & 0x07)
++ 
++ #define IOMMU_PROT_MASK 0x03
++ #define IOMMU_PROT_IR 0x01
++ #define IOMMU_PROT_IW 0x02
++ 
++ /* IOMMU capabilities */
++ #define IOMMU_CAP_IOTLB   24
++ #define IOMMU_CAP_NPCACHE 26
++ #define IOMMU_CAP_EFR     27
++ 
++ #define MAX_DOMAIN_ID 65536
++ 
++ /* FIXME: move this macro to <linux/pci.h> */
++ #define PCI_BUS(x) (((x) >> 8) & 0xff)
++ 
++ /* Protection domain flags */
++ #define PD_DMA_OPS_MASK              (1UL << 0) /* domain used for dma_ops */
++ #define PD_DEFAULT_MASK              (1UL << 1) /* domain is a default dma_ops
++                                            domain for an IOMMU */
++ #define PD_PASSTHROUGH_MASK  (1UL << 2) /* domain has no page
++                                            translation */
++ 
++ extern bool amd_iommu_dump;
++ #define DUMP_printk(format, arg...)                                  \
++      do {                                                            \
++              if (amd_iommu_dump)                                             \
++                      printk(KERN_INFO "AMD-Vi: " format, ## arg);    \
++      } while(0);
++ 
++ /* global flag if IOMMUs cache non-present entries */
++ extern bool amd_iommu_np_cache;
++ /* Only true if all IOMMUs support device IOTLBs */
++ extern bool amd_iommu_iotlb_sup;
++ 
++ /*
++  * Make iterating over all IOMMUs easier
++  */
++ #define for_each_iommu(iommu) \
++      list_for_each_entry((iommu), &amd_iommu_list, list)
++ #define for_each_iommu_safe(iommu, next) \
++      list_for_each_entry_safe((iommu), (next), &amd_iommu_list, list)
++ 
++ #define APERTURE_RANGE_SHIFT 27      /* 128 MB */
++ #define APERTURE_RANGE_SIZE  (1ULL << APERTURE_RANGE_SHIFT)
++ #define APERTURE_RANGE_PAGES (APERTURE_RANGE_SIZE >> PAGE_SHIFT)
++ #define APERTURE_MAX_RANGES  32      /* allows 4GB of DMA address space */
++ #define APERTURE_RANGE_INDEX(a)      ((a) >> APERTURE_RANGE_SHIFT)
++ #define APERTURE_PAGE_INDEX(a)       (((a) >> 21) & 0x3fULL)
++ 
++ /*
++  * This structure contains generic data for  IOMMU protection domains
++  * independent of their use.
++  */
++ struct protection_domain {
++      struct list_head list;  /* for list of all protection domains */
++      struct list_head dev_list; /* List of all devices in this domain */
++      spinlock_t lock;        /* mostly used to lock the page table*/
++      struct mutex api_lock;  /* protect page tables in the iommu-api path */
++      u16 id;                 /* the domain id written to the device table */
++      int mode;               /* paging mode (0-6 levels) */
++      u64 *pt_root;           /* page table root pointer */
++      unsigned long flags;    /* flags to find out type of domain */
++      bool updated;           /* complete domain flush required */
++      unsigned dev_cnt;       /* devices assigned to this domain */
++      unsigned dev_iommu[MAX_IOMMUS]; /* per-IOMMU reference count */
++      void *priv;             /* private data */
++ 
++ };
++ 
++ /*
++  * This struct contains device specific data for the IOMMU
++  */
++ struct iommu_dev_data {
++      struct list_head list;            /* For domain->dev_list */
+++     struct list_head dev_data_list;   /* For global dev_data_list */
+++     struct iommu_dev_data *alias_data;/* The alias dev_data */
++      struct protection_domain *domain; /* Domain the device is bound to */
++      atomic_t bind;                    /* Domain attach reverent count */
+++     u16 devid;                        /* PCI Device ID */
+++     struct {
+++             bool enabled;
+++             int qdep;
+++     } ats;                            /* ATS state */
++ };
++ 
++ /*
++  * For dynamic growth the aperture size is split into ranges of 128MB of
++  * DMA address space each. This struct represents one such range.
++  */
++ struct aperture_range {
++ 
++      /* address allocation bitmap */
++      unsigned long *bitmap;
++ 
++      /*
++       * Array of PTE pages for the aperture. In this array we save all the
++       * leaf pages of the domain page table used for the aperture. This way
++       * we don't need to walk the page table to find a specific PTE. We can
++       * just calculate its address in constant time.
++       */
++      u64 *pte_pages[64];
++ 
++      unsigned long offset;
++ };
++ 
++ /*
++  * Data container for a dma_ops specific protection domain
++  */
++ struct dma_ops_domain {
++      struct list_head list;
++ 
++      /* generic protection domain information */
++      struct protection_domain domain;
++ 
++      /* size of the aperture for the mappings */
++      unsigned long aperture_size;
++ 
++      /* address we start to search for free addresses */
++      unsigned long next_address;
++ 
++      /* address space relevant data */
++      struct aperture_range *aperture[APERTURE_MAX_RANGES];
++ 
++      /* This will be set to true when TLB needs to be flushed */
++      bool need_flush;
++ 
++      /*
++       * if this is a preallocated domain, keep the device for which it was
++       * preallocated in this variable
++       */
++      u16 target_dev;
++ };
++ 
++ /*
++  * Structure where we save information about one hardware AMD IOMMU in the
++  * system.
++  */
++ struct amd_iommu {
++      struct list_head list;
++ 
++      /* Index within the IOMMU array */
++      int index;
++ 
++      /* locks the accesses to the hardware */
++      spinlock_t lock;
++ 
++      /* Pointer to PCI device of this IOMMU */
++      struct pci_dev *dev;
++ 
++      /* physical address of MMIO space */
++      u64 mmio_phys;
++      /* virtual address of MMIO space */
++      u8 *mmio_base;
++ 
++      /* capabilities of that IOMMU read from ACPI */
++      u32 cap;
++ 
++      /* flags read from acpi table */
++      u8 acpi_flags;
++ 
++      /* Extended features */
++      u64 features;
++ 
++      /*
++       * Capability pointer. There could be more than one IOMMU per PCI
++       * device function if there are more than one AMD IOMMU capability
++       * pointers.
++       */
++      u16 cap_ptr;
++ 
++      /* pci domain of this IOMMU */
++      u16 pci_seg;
++ 
++      /* first device this IOMMU handles. read from PCI */
++      u16 first_device;
++      /* last device this IOMMU handles. read from PCI */
++      u16 last_device;
++ 
++      /* start of exclusion range of that IOMMU */
++      u64 exclusion_start;
++      /* length of exclusion range of that IOMMU */
++      u64 exclusion_length;
++ 
++      /* command buffer virtual address */
++      u8 *cmd_buf;
++      /* size of command buffer */
++      u32 cmd_buf_size;
++ 
++      /* size of event buffer */
++      u32 evt_buf_size;
++      /* event buffer virtual address */
++      u8 *evt_buf;
++      /* MSI number for event interrupt */
++      u16 evt_msi_num;
++ 
++      /* true if interrupts for this IOMMU are already enabled */
++      bool int_enabled;
++ 
++      /* if one, we need to send a completion wait command */
++      bool need_sync;
++ 
++      /* default dma_ops domain for that IOMMU */
++      struct dma_ops_domain *default_dom;
++ 
++      /*
++       * We can't rely on the BIOS to restore all values on reinit, so we
++       * need to stash them
++       */
++ 
++      /* The iommu BAR */
++      u32 stored_addr_lo;
++      u32 stored_addr_hi;
++ 
++      /*
++       * Each iommu has 6 l1s, each of which is documented as having 0x12
++       * registers
++       */
++      u32 stored_l1[6][0x12];
++ 
++      /* The l2 indirect registers */
++      u32 stored_l2[0x83];
++ };
++ 
++ /*
++  * List with all IOMMUs in the system. This list is not locked because it is
++  * only written and read at driver initialization or suspend time
++  */
++ extern struct list_head amd_iommu_list;
++ 
++ /*
++  * Array with pointers to each IOMMU struct
++  * The indices are referenced in the protection domains
++  */
++ extern struct amd_iommu *amd_iommus[MAX_IOMMUS];
++ 
++ /* Number of IOMMUs present in the system */
++ extern int amd_iommus_present;
++ 
++ /*
++  * Declarations for the global list of all protection domains
++  */
++ extern spinlock_t amd_iommu_pd_lock;
++ extern struct list_head amd_iommu_pd_list;
++ 
++ /*
++  * Structure defining one entry in the device table
++  */
++ struct dev_table_entry {
++      u32 data[8];
++ };
++ 
++ /*
++  * One entry for unity mappings parsed out of the ACPI table.
++  */
++ struct unity_map_entry {
++      struct list_head list;
++ 
++      /* starting device id this entry is used for (including) */
++      u16 devid_start;
++      /* end device id this entry is used for (including) */
++      u16 devid_end;
++ 
++      /* start address to unity map (including) */
++      u64 address_start;
++      /* end address to unity map (including) */
++      u64 address_end;
++ 
++      /* required protection */
++      int prot;
++ };
++ 
++ /*
++  * List of all unity mappings. It is not locked because as runtime it is only
++  * read. It is created at ACPI table parsing time.
++  */
++ extern struct list_head amd_iommu_unity_map;
++ 
++ /*
++  * Data structures for device handling
++  */
++ 
++ /*
++  * Device table used by hardware. Read and write accesses by software are
++  * locked with the amd_iommu_pd_table lock.
++  */
++ extern struct dev_table_entry *amd_iommu_dev_table;
++ 
++ /*
++  * Alias table to find requestor ids to device ids. Not locked because only
++  * read on runtime.
++  */
++ extern u16 *amd_iommu_alias_table;
++ 
++ /*
++  * Reverse lookup table to find the IOMMU which translates a specific device.
++  */
++ extern struct amd_iommu **amd_iommu_rlookup_table;
++ 
++ /* size of the dma_ops aperture as power of 2 */
++ extern unsigned amd_iommu_aperture_order;
++ 
++ /* largest PCI device id we expect translation requests for */
++ extern u16 amd_iommu_last_bdf;
++ 
++ /* allocation bitmap for domain ids */
++ extern unsigned long *amd_iommu_pd_alloc_bitmap;
++ 
++ /*
++  * If true, the addresses will be flushed on unmap time, not when
++  * they are reused
++  */
++ extern bool amd_iommu_unmap_flush;
++ 
++ /* takes bus and device/function and returns the device id
++  * FIXME: should that be in generic PCI code? */
++ static inline u16 calc_devid(u8 bus, u8 devfn)
++ {
++      return (((u16)bus) << 8) | devfn;
++ }
++ 
++ #ifdef CONFIG_AMD_IOMMU_STATS
++ 
++ struct __iommu_counter {
++      char *name;
++      struct dentry *dent;
++      u64 value;
++ };
++ 
++ #define DECLARE_STATS_COUNTER(nm) \
++      static struct __iommu_counter nm = {    \
++              .name = #nm,                    \
++      }
++ 
++ #define INC_STATS_COUNTER(name)              name.value += 1
++ #define ADD_STATS_COUNTER(name, x)   name.value += (x)
++ #define SUB_STATS_COUNTER(name, x)   name.value -= (x)
++ 
++ #else /* CONFIG_AMD_IOMMU_STATS */
++ 
++ #define DECLARE_STATS_COUNTER(name)
++ #define INC_STATS_COUNTER(name)
++ #define ADD_STATS_COUNTER(name, x)
++ #define SUB_STATS_COUNTER(name, x)
++ 
++ #endif /* CONFIG_AMD_IOMMU_STATS */
++ 
++ #endif /* _ASM_X86_AMD_IOMMU_TYPES_H */