xref: /linux/arch/x86/kernel/amd_gart_64.c (revision ea8c64ace86647260ec4255f483e5844d62af2df)
1fffcda11SJoerg Roedel /*
2fffcda11SJoerg Roedel  * Dynamic DMA mapping support for AMD Hammer.
3fffcda11SJoerg Roedel  *
4fffcda11SJoerg Roedel  * Use the integrated AGP GART in the Hammer northbridge as an IOMMU for PCI.
5fffcda11SJoerg Roedel  * This allows to use PCI devices that only support 32bit addresses on systems
6fffcda11SJoerg Roedel  * with more than 4GB.
7fffcda11SJoerg Roedel  *
8395cf969SPaul Bolle  * See Documentation/DMA-API-HOWTO.txt for the interface specification.
9fffcda11SJoerg Roedel  *
10fffcda11SJoerg Roedel  * Copyright 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
11fffcda11SJoerg Roedel  * Subject to the GNU General Public License v2 only.
12fffcda11SJoerg Roedel  */
13fffcda11SJoerg Roedel 
14fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/types.h>
15fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/ctype.h>
16fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/agp_backend.h>
17fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/init.h>
18fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/mm.h>
19fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/sched.h>
20b17b0153SIngo Molnar #include <linux/sched/debug.h>
21fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/string.h>
22fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/spinlock.h>
23fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/pci.h>
24fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/topology.h>
25fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/interrupt.h>
26fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/bitmap.h>
27fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/kdebug.h>
28fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/scatterlist.h>
29fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/iommu-helper.h>
30fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/syscore_ops.h>
31fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/io.h>
32fffcda11SJoerg Roedel #include <linux/gfp.h>
3360063497SArun Sharma #include <linux/atomic.h>
34*ea8c64acSChristoph Hellwig #include <linux/dma-direct.h>
35fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/mtrr.h>
36fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/pgtable.h>
37fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/proto.h>
38fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/iommu.h>
39fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/gart.h>
40d1163651SLaura Abbott #include <asm/set_memory.h>
41fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/swiotlb.h>
42fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/dma.h>
43fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/amd_nb.h>
44fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/x86_init.h>
45fffcda11SJoerg Roedel #include <asm/iommu_table.h>
46fffcda11SJoerg Roedel 
47fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long iommu_bus_base;	/* GART remapping area (physical) */
48fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long iommu_size;	/* size of remapping area bytes */
49fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long iommu_pages;	/* .. and in pages */
50fffcda11SJoerg Roedel 
51fffcda11SJoerg Roedel static u32 *iommu_gatt_base;		/* Remapping table */
52fffcda11SJoerg Roedel 
53fffcda11SJoerg Roedel static dma_addr_t bad_dma_addr;
54fffcda11SJoerg Roedel 
55fffcda11SJoerg Roedel /*
56fffcda11SJoerg Roedel  * If this is disabled the IOMMU will use an optimized flushing strategy
57fffcda11SJoerg Roedel  * of only flushing when an mapping is reused. With it true the GART is
58fffcda11SJoerg Roedel  * flushed for every mapping. Problem is that doing the lazy flush seems
59fffcda11SJoerg Roedel  * to trigger bugs with some popular PCI cards, in particular 3ware (but
60fffcda11SJoerg Roedel  * has been also also seen with Qlogic at least).
61fffcda11SJoerg Roedel  */
62fffcda11SJoerg Roedel static int iommu_fullflush = 1;
63fffcda11SJoerg Roedel 
64fffcda11SJoerg Roedel /* Allocation bitmap for the remapping area: */
65fffcda11SJoerg Roedel static DEFINE_SPINLOCK(iommu_bitmap_lock);
66fffcda11SJoerg Roedel /* Guarded by iommu_bitmap_lock: */
67fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long *iommu_gart_bitmap;
68fffcda11SJoerg Roedel 
69fffcda11SJoerg Roedel static u32 gart_unmapped_entry;
70fffcda11SJoerg Roedel 
71fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_VALID    1
72fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_COHERENT 2
73fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_ENCODE(x) \
74fffcda11SJoerg Roedel 	(((x) & 0xfffff000) | (((x) >> 32) << 4) | GPTE_VALID | GPTE_COHERENT)
75fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_DECODE(x) (((x) & 0xfffff000) | (((u64)(x) & 0xff0) << 28))
76fffcda11SJoerg Roedel 
77fffcda11SJoerg Roedel #define EMERGENCY_PAGES 32 /* = 128KB */
78fffcda11SJoerg Roedel 
79fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_AGP
80fffcda11SJoerg Roedel #define AGPEXTERN extern
81fffcda11SJoerg Roedel #else
82fffcda11SJoerg Roedel #define AGPEXTERN
83fffcda11SJoerg Roedel #endif
84fffcda11SJoerg Roedel 
85fffcda11SJoerg Roedel /* GART can only remap to physical addresses < 1TB */
86fffcda11SJoerg Roedel #define GART_MAX_PHYS_ADDR	(1ULL << 40)
87fffcda11SJoerg Roedel 
88fffcda11SJoerg Roedel /* backdoor interface to AGP driver */
89fffcda11SJoerg Roedel AGPEXTERN int agp_memory_reserved;
90fffcda11SJoerg Roedel AGPEXTERN __u32 *agp_gatt_table;
91fffcda11SJoerg Roedel 
92fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long next_bit;  /* protected by iommu_bitmap_lock */
93fffcda11SJoerg Roedel static bool need_flush;		/* global flush state. set for each gart wrap */
94fffcda11SJoerg Roedel 
95fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long alloc_iommu(struct device *dev, int size,
96fffcda11SJoerg Roedel 				 unsigned long align_mask)
97fffcda11SJoerg Roedel {
98fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long offset, flags;
99fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long boundary_size;
100fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long base_index;
101fffcda11SJoerg Roedel 
102fffcda11SJoerg Roedel 	base_index = ALIGN(iommu_bus_base & dma_get_seg_boundary(dev),
103fffcda11SJoerg Roedel 			   PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
104fffcda11SJoerg Roedel 	boundary_size = ALIGN((u64)dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
105fffcda11SJoerg Roedel 			      PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
106fffcda11SJoerg Roedel 
107fffcda11SJoerg Roedel 	spin_lock_irqsave(&iommu_bitmap_lock, flags);
108fffcda11SJoerg Roedel 	offset = iommu_area_alloc(iommu_gart_bitmap, iommu_pages, next_bit,
109fffcda11SJoerg Roedel 				  size, base_index, boundary_size, align_mask);
110fffcda11SJoerg Roedel 	if (offset == -1) {
111fffcda11SJoerg Roedel 		need_flush = true;
112fffcda11SJoerg Roedel 		offset = iommu_area_alloc(iommu_gart_bitmap, iommu_pages, 0,
113fffcda11SJoerg Roedel 					  size, base_index, boundary_size,
114fffcda11SJoerg Roedel 					  align_mask);
115fffcda11SJoerg Roedel 	}
116fffcda11SJoerg Roedel 	if (offset != -1) {
117fffcda11SJoerg Roedel 		next_bit = offset+size;
118fffcda11SJoerg Roedel 		if (next_bit >= iommu_pages) {
119fffcda11SJoerg Roedel 			next_bit = 0;
120fffcda11SJoerg Roedel 			need_flush = true;
121fffcda11SJoerg Roedel 		}
122fffcda11SJoerg Roedel 	}
123fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_fullflush)
124fffcda11SJoerg Roedel 		need_flush = true;
125fffcda11SJoerg Roedel 	spin_unlock_irqrestore(&iommu_bitmap_lock, flags);
126fffcda11SJoerg Roedel 
127fffcda11SJoerg Roedel 	return offset;
128fffcda11SJoerg Roedel }
129fffcda11SJoerg Roedel 
130fffcda11SJoerg Roedel static void free_iommu(unsigned long offset, int size)
131fffcda11SJoerg Roedel {
132fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long flags;
133fffcda11SJoerg Roedel 
134fffcda11SJoerg Roedel 	spin_lock_irqsave(&iommu_bitmap_lock, flags);
135fffcda11SJoerg Roedel 	bitmap_clear(iommu_gart_bitmap, offset, size);
136fffcda11SJoerg Roedel 	if (offset >= next_bit)
137fffcda11SJoerg Roedel 		next_bit = offset + size;
138fffcda11SJoerg Roedel 	spin_unlock_irqrestore(&iommu_bitmap_lock, flags);
139fffcda11SJoerg Roedel }
140fffcda11SJoerg Roedel 
141fffcda11SJoerg Roedel /*
142fffcda11SJoerg Roedel  * Use global flush state to avoid races with multiple flushers.
143fffcda11SJoerg Roedel  */
144fffcda11SJoerg Roedel static void flush_gart(void)
145fffcda11SJoerg Roedel {
146fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long flags;
147fffcda11SJoerg Roedel 
148fffcda11SJoerg Roedel 	spin_lock_irqsave(&iommu_bitmap_lock, flags);
149fffcda11SJoerg Roedel 	if (need_flush) {
150fffcda11SJoerg Roedel 		amd_flush_garts();
151fffcda11SJoerg Roedel 		need_flush = false;
152fffcda11SJoerg Roedel 	}
153fffcda11SJoerg Roedel 	spin_unlock_irqrestore(&iommu_bitmap_lock, flags);
154fffcda11SJoerg Roedel }
155fffcda11SJoerg Roedel 
156fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_LEAK
157fffcda11SJoerg Roedel /* Debugging aid for drivers that don't free their IOMMU tables */
158fffcda11SJoerg Roedel static int leak_trace;
159fffcda11SJoerg Roedel static int iommu_leak_pages = 20;
160fffcda11SJoerg Roedel 
161fffcda11SJoerg Roedel static void dump_leak(void)
162fffcda11SJoerg Roedel {
163fffcda11SJoerg Roedel 	static int dump;
164fffcda11SJoerg Roedel 
165fffcda11SJoerg Roedel 	if (dump)
166fffcda11SJoerg Roedel 		return;
167fffcda11SJoerg Roedel 	dump = 1;
168fffcda11SJoerg Roedel 
169fffcda11SJoerg Roedel 	show_stack(NULL, NULL);
170fffcda11SJoerg Roedel 	debug_dma_dump_mappings(NULL);
171fffcda11SJoerg Roedel }
172fffcda11SJoerg Roedel #endif
173fffcda11SJoerg Roedel 
174fffcda11SJoerg Roedel static void iommu_full(struct device *dev, size_t size, int dir)
175fffcda11SJoerg Roedel {
176fffcda11SJoerg Roedel 	/*
177fffcda11SJoerg Roedel 	 * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
178fffcda11SJoerg Roedel 	 * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
179fffcda11SJoerg Roedel 	 * Return some non mapped prereserved space in the aperture and
180fffcda11SJoerg Roedel 	 * let the Northbridge deal with it. This will result in garbage
181fffcda11SJoerg Roedel 	 * in the IO operation. When the size exceeds the prereserved space
182fffcda11SJoerg Roedel 	 * memory corruption will occur or random memory will be DMAed
183fffcda11SJoerg Roedel 	 * out. Hopefully no network devices use single mappings that big.
184fffcda11SJoerg Roedel 	 */
185fffcda11SJoerg Roedel 
186fffcda11SJoerg Roedel 	dev_err(dev, "PCI-DMA: Out of IOMMU space for %lu bytes\n", size);
187fffcda11SJoerg Roedel 
188fffcda11SJoerg Roedel 	if (size > PAGE_SIZE*EMERGENCY_PAGES) {
189fffcda11SJoerg Roedel 		if (dir == PCI_DMA_FROMDEVICE || dir == PCI_DMA_BIDIRECTIONAL)
190fffcda11SJoerg Roedel 			panic("PCI-DMA: Memory would be corrupted\n");
191fffcda11SJoerg Roedel 		if (dir == PCI_DMA_TODEVICE || dir == PCI_DMA_BIDIRECTIONAL)
192fffcda11SJoerg Roedel 			panic(KERN_ERR
193fffcda11SJoerg Roedel 				"PCI-DMA: Random memory would be DMAed\n");
194fffcda11SJoerg Roedel 	}
195fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_LEAK
196fffcda11SJoerg Roedel 	dump_leak();
197fffcda11SJoerg Roedel #endif
198fffcda11SJoerg Roedel }
199fffcda11SJoerg Roedel 
200fffcda11SJoerg Roedel static inline int
201fffcda11SJoerg Roedel need_iommu(struct device *dev, unsigned long addr, size_t size)
202fffcda11SJoerg Roedel {
203fffcda11SJoerg Roedel 	return force_iommu || !dma_capable(dev, addr, size);
204fffcda11SJoerg Roedel }
205fffcda11SJoerg Roedel 
206fffcda11SJoerg Roedel static inline int
207fffcda11SJoerg Roedel nonforced_iommu(struct device *dev, unsigned long addr, size_t size)
208fffcda11SJoerg Roedel {
209fffcda11SJoerg Roedel 	return !dma_capable(dev, addr, size);
210fffcda11SJoerg Roedel }
211fffcda11SJoerg Roedel 
212fffcda11SJoerg Roedel /* Map a single continuous physical area into the IOMMU.
213fffcda11SJoerg Roedel  * Caller needs to check if the iommu is needed and flush.
214fffcda11SJoerg Roedel  */
215fffcda11SJoerg Roedel static dma_addr_t dma_map_area(struct device *dev, dma_addr_t phys_mem,
216fffcda11SJoerg Roedel 				size_t size, int dir, unsigned long align_mask)
217fffcda11SJoerg Roedel {
218fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long npages = iommu_num_pages(phys_mem, size, PAGE_SIZE);
219fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_page;
220fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
221fffcda11SJoerg Roedel 
222fffcda11SJoerg Roedel 	if (unlikely(phys_mem + size > GART_MAX_PHYS_ADDR))
223fffcda11SJoerg Roedel 		return bad_dma_addr;
224fffcda11SJoerg Roedel 
225fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_page = alloc_iommu(dev, npages, align_mask);
226fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_page == -1) {
227fffcda11SJoerg Roedel 		if (!nonforced_iommu(dev, phys_mem, size))
228fffcda11SJoerg Roedel 			return phys_mem;
229fffcda11SJoerg Roedel 		if (panic_on_overflow)
230fffcda11SJoerg Roedel 			panic("dma_map_area overflow %lu bytes\n", size);
231fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_full(dev, size, dir);
232fffcda11SJoerg Roedel 		return bad_dma_addr;
233fffcda11SJoerg Roedel 	}
234fffcda11SJoerg Roedel 
235fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < npages; i++) {
236fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_gatt_base[iommu_page + i] = GPTE_ENCODE(phys_mem);
237fffcda11SJoerg Roedel 		phys_mem += PAGE_SIZE;
238fffcda11SJoerg Roedel 	}
239fffcda11SJoerg Roedel 	return iommu_bus_base + iommu_page*PAGE_SIZE + (phys_mem & ~PAGE_MASK);
240fffcda11SJoerg Roedel }
241fffcda11SJoerg Roedel 
242fffcda11SJoerg Roedel /* Map a single area into the IOMMU */
243fffcda11SJoerg Roedel static dma_addr_t gart_map_page(struct device *dev, struct page *page,
244fffcda11SJoerg Roedel 				unsigned long offset, size_t size,
245fffcda11SJoerg Roedel 				enum dma_data_direction dir,
24600085f1eSKrzysztof Kozlowski 				unsigned long attrs)
247fffcda11SJoerg Roedel {
248fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long bus;
249fffcda11SJoerg Roedel 	phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
250fffcda11SJoerg Roedel 
251fffcda11SJoerg Roedel 	if (!dev)
252fffcda11SJoerg Roedel 		dev = &x86_dma_fallback_dev;
253fffcda11SJoerg Roedel 
254fffcda11SJoerg Roedel 	if (!need_iommu(dev, paddr, size))
255fffcda11SJoerg Roedel 		return paddr;
256fffcda11SJoerg Roedel 
257fffcda11SJoerg Roedel 	bus = dma_map_area(dev, paddr, size, dir, 0);
258fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
259fffcda11SJoerg Roedel 
260fffcda11SJoerg Roedel 	return bus;
261fffcda11SJoerg Roedel }
262fffcda11SJoerg Roedel 
263fffcda11SJoerg Roedel /*
264fffcda11SJoerg Roedel  * Free a DMA mapping.
265fffcda11SJoerg Roedel  */
266fffcda11SJoerg Roedel static void gart_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
267fffcda11SJoerg Roedel 			    size_t size, enum dma_data_direction dir,
26800085f1eSKrzysztof Kozlowski 			    unsigned long attrs)
269fffcda11SJoerg Roedel {
270fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_page;
271fffcda11SJoerg Roedel 	int npages;
272fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
273fffcda11SJoerg Roedel 
274fffcda11SJoerg Roedel 	if (dma_addr < iommu_bus_base + EMERGENCY_PAGES*PAGE_SIZE ||
275fffcda11SJoerg Roedel 	    dma_addr >= iommu_bus_base + iommu_size)
276fffcda11SJoerg Roedel 		return;
277fffcda11SJoerg Roedel 
278fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_page = (dma_addr - iommu_bus_base)>>PAGE_SHIFT;
279fffcda11SJoerg Roedel 	npages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
280fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < npages; i++) {
281fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_gatt_base[iommu_page + i] = gart_unmapped_entry;
282fffcda11SJoerg Roedel 	}
283fffcda11SJoerg Roedel 	free_iommu(iommu_page, npages);
284fffcda11SJoerg Roedel }
285fffcda11SJoerg Roedel 
286fffcda11SJoerg Roedel /*
287fffcda11SJoerg Roedel  * Wrapper for pci_unmap_single working with scatterlists.
288fffcda11SJoerg Roedel  */
289fffcda11SJoerg Roedel static void gart_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
29000085f1eSKrzysztof Kozlowski 			  enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
291fffcda11SJoerg Roedel {
292fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s;
293fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
294fffcda11SJoerg Roedel 
295fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i) {
296fffcda11SJoerg Roedel 		if (!s->dma_length || !s->length)
297fffcda11SJoerg Roedel 			break;
29800085f1eSKrzysztof Kozlowski 		gart_unmap_page(dev, s->dma_address, s->dma_length, dir, 0);
299fffcda11SJoerg Roedel 	}
300fffcda11SJoerg Roedel }
301fffcda11SJoerg Roedel 
302fffcda11SJoerg Roedel /* Fallback for dma_map_sg in case of overflow */
303fffcda11SJoerg Roedel static int dma_map_sg_nonforce(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
304fffcda11SJoerg Roedel 			       int nents, int dir)
305fffcda11SJoerg Roedel {
306fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s;
307fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
308fffcda11SJoerg Roedel 
309fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_DEBUG
310fffcda11SJoerg Roedel 	pr_debug("dma_map_sg overflow\n");
311fffcda11SJoerg Roedel #endif
312fffcda11SJoerg Roedel 
313fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i) {
314fffcda11SJoerg Roedel 		unsigned long addr = sg_phys(s);
315fffcda11SJoerg Roedel 
316fffcda11SJoerg Roedel 		if (nonforced_iommu(dev, addr, s->length)) {
317fffcda11SJoerg Roedel 			addr = dma_map_area(dev, addr, s->length, dir, 0);
318fffcda11SJoerg Roedel 			if (addr == bad_dma_addr) {
319fffcda11SJoerg Roedel 				if (i > 0)
32000085f1eSKrzysztof Kozlowski 					gart_unmap_sg(dev, sg, i, dir, 0);
321fffcda11SJoerg Roedel 				nents = 0;
322fffcda11SJoerg Roedel 				sg[0].dma_length = 0;
323fffcda11SJoerg Roedel 				break;
324fffcda11SJoerg Roedel 			}
325fffcda11SJoerg Roedel 		}
326fffcda11SJoerg Roedel 		s->dma_address = addr;
327fffcda11SJoerg Roedel 		s->dma_length = s->length;
328fffcda11SJoerg Roedel 	}
329fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
330fffcda11SJoerg Roedel 
331fffcda11SJoerg Roedel 	return nents;
332fffcda11SJoerg Roedel }
333fffcda11SJoerg Roedel 
334fffcda11SJoerg Roedel /* Map multiple scatterlist entries continuous into the first. */
335fffcda11SJoerg Roedel static int __dma_map_cont(struct device *dev, struct scatterlist *start,
336fffcda11SJoerg Roedel 			  int nelems, struct scatterlist *sout,
337fffcda11SJoerg Roedel 			  unsigned long pages)
338fffcda11SJoerg Roedel {
339fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_start = alloc_iommu(dev, pages, 0);
340fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_page = iommu_start;
341fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s;
342fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
343fffcda11SJoerg Roedel 
344fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_start == -1)
345fffcda11SJoerg Roedel 		return -1;
346fffcda11SJoerg Roedel 
347fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(start, s, nelems, i) {
348fffcda11SJoerg Roedel 		unsigned long pages, addr;
349fffcda11SJoerg Roedel 		unsigned long phys_addr = s->dma_address;
350fffcda11SJoerg Roedel 
351fffcda11SJoerg Roedel 		BUG_ON(s != start && s->offset);
352fffcda11SJoerg Roedel 		if (s == start) {
353fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_address = iommu_bus_base;
354fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_address += iommu_page*PAGE_SIZE + s->offset;
355fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_length = s->length;
356fffcda11SJoerg Roedel 		} else {
357fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_length += s->length;
358fffcda11SJoerg Roedel 		}
359fffcda11SJoerg Roedel 
360fffcda11SJoerg Roedel 		addr = phys_addr;
361fffcda11SJoerg Roedel 		pages = iommu_num_pages(s->offset, s->length, PAGE_SIZE);
362fffcda11SJoerg Roedel 		while (pages--) {
363fffcda11SJoerg Roedel 			iommu_gatt_base[iommu_page] = GPTE_ENCODE(addr);
364fffcda11SJoerg Roedel 			addr += PAGE_SIZE;
365fffcda11SJoerg Roedel 			iommu_page++;
366fffcda11SJoerg Roedel 		}
367fffcda11SJoerg Roedel 	}
368fffcda11SJoerg Roedel 	BUG_ON(iommu_page - iommu_start != pages);
369fffcda11SJoerg Roedel 
370fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
371fffcda11SJoerg Roedel }
372fffcda11SJoerg Roedel 
373fffcda11SJoerg Roedel static inline int
374fffcda11SJoerg Roedel dma_map_cont(struct device *dev, struct scatterlist *start, int nelems,
375fffcda11SJoerg Roedel 	     struct scatterlist *sout, unsigned long pages, int need)
376fffcda11SJoerg Roedel {
377fffcda11SJoerg Roedel 	if (!need) {
378fffcda11SJoerg Roedel 		BUG_ON(nelems != 1);
379fffcda11SJoerg Roedel 		sout->dma_address = start->dma_address;
380fffcda11SJoerg Roedel 		sout->dma_length = start->length;
381fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
382fffcda11SJoerg Roedel 	}
383fffcda11SJoerg Roedel 	return __dma_map_cont(dev, start, nelems, sout, pages);
384fffcda11SJoerg Roedel }
385fffcda11SJoerg Roedel 
386fffcda11SJoerg Roedel /*
387fffcda11SJoerg Roedel  * DMA map all entries in a scatterlist.
388fffcda11SJoerg Roedel  * Merge chunks that have page aligned sizes into a continuous mapping.
389fffcda11SJoerg Roedel  */
390fffcda11SJoerg Roedel static int gart_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
39100085f1eSKrzysztof Kozlowski 		       enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
392fffcda11SJoerg Roedel {
393fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s, *ps, *start_sg, *sgmap;
394fffcda11SJoerg Roedel 	int need = 0, nextneed, i, out, start;
395fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long pages = 0;
396fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned int seg_size;
397fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned int max_seg_size;
398fffcda11SJoerg Roedel 
399fffcda11SJoerg Roedel 	if (nents == 0)
400fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
401fffcda11SJoerg Roedel 
402fffcda11SJoerg Roedel 	if (!dev)
403fffcda11SJoerg Roedel 		dev = &x86_dma_fallback_dev;
404fffcda11SJoerg Roedel 
405fffcda11SJoerg Roedel 	out		= 0;
406fffcda11SJoerg Roedel 	start		= 0;
407fffcda11SJoerg Roedel 	start_sg	= sg;
408fffcda11SJoerg Roedel 	sgmap		= sg;
409fffcda11SJoerg Roedel 	seg_size	= 0;
410fffcda11SJoerg Roedel 	max_seg_size	= dma_get_max_seg_size(dev);
411fffcda11SJoerg Roedel 	ps		= NULL; /* shut up gcc */
412fffcda11SJoerg Roedel 
413fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i) {
414fffcda11SJoerg Roedel 		dma_addr_t addr = sg_phys(s);
415fffcda11SJoerg Roedel 
416fffcda11SJoerg Roedel 		s->dma_address = addr;
417fffcda11SJoerg Roedel 		BUG_ON(s->length == 0);
418fffcda11SJoerg Roedel 
419fffcda11SJoerg Roedel 		nextneed = need_iommu(dev, addr, s->length);
420fffcda11SJoerg Roedel 
421fffcda11SJoerg Roedel 		/* Handle the previous not yet processed entries */
422fffcda11SJoerg Roedel 		if (i > start) {
423fffcda11SJoerg Roedel 			/*
424fffcda11SJoerg Roedel 			 * Can only merge when the last chunk ends on a
425fffcda11SJoerg Roedel 			 * page boundary and the new one doesn't have an
426fffcda11SJoerg Roedel 			 * offset.
427fffcda11SJoerg Roedel 			 */
428fffcda11SJoerg Roedel 			if (!iommu_merge || !nextneed || !need || s->offset ||
429fffcda11SJoerg Roedel 			    (s->length + seg_size > max_seg_size) ||
430fffcda11SJoerg Roedel 			    (ps->offset + ps->length) % PAGE_SIZE) {
431fffcda11SJoerg Roedel 				if (dma_map_cont(dev, start_sg, i - start,
432fffcda11SJoerg Roedel 						 sgmap, pages, need) < 0)
433fffcda11SJoerg Roedel 					goto error;
434fffcda11SJoerg Roedel 				out++;
435fffcda11SJoerg Roedel 
436fffcda11SJoerg Roedel 				seg_size	= 0;
437fffcda11SJoerg Roedel 				sgmap		= sg_next(sgmap);
438fffcda11SJoerg Roedel 				pages		= 0;
439fffcda11SJoerg Roedel 				start		= i;
440fffcda11SJoerg Roedel 				start_sg	= s;
441fffcda11SJoerg Roedel 			}
442fffcda11SJoerg Roedel 		}
443fffcda11SJoerg Roedel 
444fffcda11SJoerg Roedel 		seg_size += s->length;
445fffcda11SJoerg Roedel 		need = nextneed;
446fffcda11SJoerg Roedel 		pages += iommu_num_pages(s->offset, s->length, PAGE_SIZE);
447fffcda11SJoerg Roedel 		ps = s;
448fffcda11SJoerg Roedel 	}
449fffcda11SJoerg Roedel 	if (dma_map_cont(dev, start_sg, i - start, sgmap, pages, need) < 0)
450fffcda11SJoerg Roedel 		goto error;
451fffcda11SJoerg Roedel 	out++;
452fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
453fffcda11SJoerg Roedel 	if (out < nents) {
454fffcda11SJoerg Roedel 		sgmap = sg_next(sgmap);
455fffcda11SJoerg Roedel 		sgmap->dma_length = 0;
456fffcda11SJoerg Roedel 	}
457fffcda11SJoerg Roedel 	return out;
458fffcda11SJoerg Roedel 
459fffcda11SJoerg Roedel error:
460fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
46100085f1eSKrzysztof Kozlowski 	gart_unmap_sg(dev, sg, out, dir, 0);
462fffcda11SJoerg Roedel 
463fffcda11SJoerg Roedel 	/* When it was forced or merged try again in a dumb way */
464fffcda11SJoerg Roedel 	if (force_iommu || iommu_merge) {
465fffcda11SJoerg Roedel 		out = dma_map_sg_nonforce(dev, sg, nents, dir);
466fffcda11SJoerg Roedel 		if (out > 0)
467fffcda11SJoerg Roedel 			return out;
468fffcda11SJoerg Roedel 	}
469fffcda11SJoerg Roedel 	if (panic_on_overflow)
470fffcda11SJoerg Roedel 		panic("dma_map_sg: overflow on %lu pages\n", pages);
471fffcda11SJoerg Roedel 
472fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_full(dev, pages << PAGE_SHIFT, dir);
473fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i)
474fffcda11SJoerg Roedel 		s->dma_address = bad_dma_addr;
475fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
476fffcda11SJoerg Roedel }
477fffcda11SJoerg Roedel 
478fffcda11SJoerg Roedel /* allocate and map a coherent mapping */
479fffcda11SJoerg Roedel static void *
480fffcda11SJoerg Roedel gart_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_addr,
48100085f1eSKrzysztof Kozlowski 		    gfp_t flag, unsigned long attrs)
482fffcda11SJoerg Roedel {
483fffcda11SJoerg Roedel 	dma_addr_t paddr;
484fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long align_mask;
485fffcda11SJoerg Roedel 	struct page *page;
486fffcda11SJoerg Roedel 
487fffcda11SJoerg Roedel 	if (force_iommu && !(flag & GFP_DMA)) {
488fffcda11SJoerg Roedel 		flag &= ~(__GFP_DMA | __GFP_HIGHMEM | __GFP_DMA32);
489fffcda11SJoerg Roedel 		page = alloc_pages(flag | __GFP_ZERO, get_order(size));
490fffcda11SJoerg Roedel 		if (!page)
491fffcda11SJoerg Roedel 			return NULL;
492fffcda11SJoerg Roedel 
493fffcda11SJoerg Roedel 		align_mask = (1UL << get_order(size)) - 1;
494fffcda11SJoerg Roedel 		paddr = dma_map_area(dev, page_to_phys(page), size,
495fffcda11SJoerg Roedel 				     DMA_BIDIRECTIONAL, align_mask);
496fffcda11SJoerg Roedel 
497fffcda11SJoerg Roedel 		flush_gart();
498fffcda11SJoerg Roedel 		if (paddr != bad_dma_addr) {
499fffcda11SJoerg Roedel 			*dma_addr = paddr;
500fffcda11SJoerg Roedel 			return page_address(page);
501fffcda11SJoerg Roedel 		}
502fffcda11SJoerg Roedel 		__free_pages(page, get_order(size));
503fffcda11SJoerg Roedel 	} else
504baa676fcSAndrzej Pietrasiewicz 		return dma_generic_alloc_coherent(dev, size, dma_addr, flag,
505baa676fcSAndrzej Pietrasiewicz 						  attrs);
506fffcda11SJoerg Roedel 
507fffcda11SJoerg Roedel 	return NULL;
508fffcda11SJoerg Roedel }
509fffcda11SJoerg Roedel 
510fffcda11SJoerg Roedel /* free a coherent mapping */
511fffcda11SJoerg Roedel static void
512fffcda11SJoerg Roedel gart_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *vaddr,
51300085f1eSKrzysztof Kozlowski 		   dma_addr_t dma_addr, unsigned long attrs)
514fffcda11SJoerg Roedel {
51500085f1eSKrzysztof Kozlowski 	gart_unmap_page(dev, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
5169c5a3621SAkinobu Mita 	dma_generic_free_coherent(dev, size, vaddr, dma_addr, attrs);
517fffcda11SJoerg Roedel }
518fffcda11SJoerg Roedel 
519fffcda11SJoerg Roedel static int gart_mapping_error(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr)
520fffcda11SJoerg Roedel {
521fffcda11SJoerg Roedel 	return (dma_addr == bad_dma_addr);
522fffcda11SJoerg Roedel }
523fffcda11SJoerg Roedel 
524fffcda11SJoerg Roedel static int no_agp;
525fffcda11SJoerg Roedel 
526fffcda11SJoerg Roedel static __init unsigned long check_iommu_size(unsigned long aper, u64 aper_size)
527fffcda11SJoerg Roedel {
528fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long a;
529fffcda11SJoerg Roedel 
530fffcda11SJoerg Roedel 	if (!iommu_size) {
531fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_size = aper_size;
532fffcda11SJoerg Roedel 		if (!no_agp)
533fffcda11SJoerg Roedel 			iommu_size /= 2;
534fffcda11SJoerg Roedel 	}
535fffcda11SJoerg Roedel 
536fffcda11SJoerg Roedel 	a = aper + iommu_size;
537fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_size -= round_up(a, PMD_PAGE_SIZE) - a;
538fffcda11SJoerg Roedel 
539fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_size < 64*1024*1024) {
540fffcda11SJoerg Roedel 		pr_warning(
541fffcda11SJoerg Roedel 			"PCI-DMA: Warning: Small IOMMU %luMB."
542fffcda11SJoerg Roedel 			" Consider increasing the AGP aperture in BIOS\n",
543fffcda11SJoerg Roedel 				iommu_size >> 20);
544fffcda11SJoerg Roedel 	}
545fffcda11SJoerg Roedel 
546fffcda11SJoerg Roedel 	return iommu_size;
547fffcda11SJoerg Roedel }
548fffcda11SJoerg Roedel 
549fffcda11SJoerg Roedel static __init unsigned read_aperture(struct pci_dev *dev, u32 *size)
550fffcda11SJoerg Roedel {
551fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned aper_size = 0, aper_base_32, aper_order;
552fffcda11SJoerg Roedel 	u64 aper_base;
553fffcda11SJoerg Roedel 
554fffcda11SJoerg Roedel 	pci_read_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTUREBASE, &aper_base_32);
555fffcda11SJoerg Roedel 	pci_read_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTURECTL, &aper_order);
556fffcda11SJoerg Roedel 	aper_order = (aper_order >> 1) & 7;
557fffcda11SJoerg Roedel 
558fffcda11SJoerg Roedel 	aper_base = aper_base_32 & 0x7fff;
559fffcda11SJoerg Roedel 	aper_base <<= 25;
560fffcda11SJoerg Roedel 
561fffcda11SJoerg Roedel 	aper_size = (32 * 1024 * 1024) << aper_order;
562fffcda11SJoerg Roedel 	if (aper_base + aper_size > 0x100000000UL || !aper_size)
563fffcda11SJoerg Roedel 		aper_base = 0;
564fffcda11SJoerg Roedel 
565fffcda11SJoerg Roedel 	*size = aper_size;
566fffcda11SJoerg Roedel 	return aper_base;
567fffcda11SJoerg Roedel }
568fffcda11SJoerg Roedel 
569fffcda11SJoerg Roedel static void enable_gart_translations(void)
570fffcda11SJoerg Roedel {
571fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
572fffcda11SJoerg Roedel 
573fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
574fffcda11SJoerg Roedel 		return;
575fffcda11SJoerg Roedel 
576fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
577fffcda11SJoerg Roedel 		struct pci_dev *dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
578fffcda11SJoerg Roedel 
579fffcda11SJoerg Roedel 		enable_gart_translation(dev, __pa(agp_gatt_table));
580fffcda11SJoerg Roedel 	}
581fffcda11SJoerg Roedel 
582fffcda11SJoerg Roedel 	/* Flush the GART-TLB to remove stale entries */
583fffcda11SJoerg Roedel 	amd_flush_garts();
584fffcda11SJoerg Roedel }
585fffcda11SJoerg Roedel 
586fffcda11SJoerg Roedel /*
587fffcda11SJoerg Roedel  * If fix_up_north_bridges is set, the north bridges have to be fixed up on
588fffcda11SJoerg Roedel  * resume in the same way as they are handled in gart_iommu_hole_init().
589fffcda11SJoerg Roedel  */
590fffcda11SJoerg Roedel static bool fix_up_north_bridges;
591fffcda11SJoerg Roedel static u32 aperture_order;
592fffcda11SJoerg Roedel static u32 aperture_alloc;
593fffcda11SJoerg Roedel 
594fffcda11SJoerg Roedel void set_up_gart_resume(u32 aper_order, u32 aper_alloc)
595fffcda11SJoerg Roedel {
596fffcda11SJoerg Roedel 	fix_up_north_bridges = true;
597fffcda11SJoerg Roedel 	aperture_order = aper_order;
598fffcda11SJoerg Roedel 	aperture_alloc = aper_alloc;
599fffcda11SJoerg Roedel }
600fffcda11SJoerg Roedel 
601fffcda11SJoerg Roedel static void gart_fixup_northbridges(void)
602fffcda11SJoerg Roedel {
603fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
604fffcda11SJoerg Roedel 
605fffcda11SJoerg Roedel 	if (!fix_up_north_bridges)
606fffcda11SJoerg Roedel 		return;
607fffcda11SJoerg Roedel 
608fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
609fffcda11SJoerg Roedel 		return;
610fffcda11SJoerg Roedel 
611fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Restoring GART aperture settings\n");
612fffcda11SJoerg Roedel 
613fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
614fffcda11SJoerg Roedel 		struct pci_dev *dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
615fffcda11SJoerg Roedel 
616fffcda11SJoerg Roedel 		/*
617fffcda11SJoerg Roedel 		 * Don't enable translations just yet.  That is the next
618fffcda11SJoerg Roedel 		 * step.  Restore the pre-suspend aperture settings.
619fffcda11SJoerg Roedel 		 */
620fffcda11SJoerg Roedel 		gart_set_size_and_enable(dev, aperture_order);
621fffcda11SJoerg Roedel 		pci_write_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTUREBASE, aperture_alloc >> 25);
622fffcda11SJoerg Roedel 	}
623fffcda11SJoerg Roedel }
624fffcda11SJoerg Roedel 
625fffcda11SJoerg Roedel static void gart_resume(void)
626fffcda11SJoerg Roedel {
627fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Resuming GART IOMMU\n");
628fffcda11SJoerg Roedel 
629fffcda11SJoerg Roedel 	gart_fixup_northbridges();
630fffcda11SJoerg Roedel 
631fffcda11SJoerg Roedel 	enable_gart_translations();
632fffcda11SJoerg Roedel }
633fffcda11SJoerg Roedel 
634fffcda11SJoerg Roedel static struct syscore_ops gart_syscore_ops = {
635fffcda11SJoerg Roedel 	.resume		= gart_resume,
636fffcda11SJoerg Roedel 
637fffcda11SJoerg Roedel };
638fffcda11SJoerg Roedel 
639fffcda11SJoerg Roedel /*
640fffcda11SJoerg Roedel  * Private Northbridge GATT initialization in case we cannot use the
641fffcda11SJoerg Roedel  * AGP driver for some reason.
642fffcda11SJoerg Roedel  */
643fffcda11SJoerg Roedel static __init int init_amd_gatt(struct agp_kern_info *info)
644fffcda11SJoerg Roedel {
645fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned aper_size, gatt_size, new_aper_size;
646fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned aper_base, new_aper_base;
647fffcda11SJoerg Roedel 	struct pci_dev *dev;
648fffcda11SJoerg Roedel 	void *gatt;
649fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
650fffcda11SJoerg Roedel 
651fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Disabling AGP.\n");
652fffcda11SJoerg Roedel 
653fffcda11SJoerg Roedel 	aper_size = aper_base = info->aper_size = 0;
654fffcda11SJoerg Roedel 	dev = NULL;
655fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
656fffcda11SJoerg Roedel 		dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
657fffcda11SJoerg Roedel 		new_aper_base = read_aperture(dev, &new_aper_size);
658fffcda11SJoerg Roedel 		if (!new_aper_base)
659fffcda11SJoerg Roedel 			goto nommu;
660fffcda11SJoerg Roedel 
661fffcda11SJoerg Roedel 		if (!aper_base) {
662fffcda11SJoerg Roedel 			aper_size = new_aper_size;
663fffcda11SJoerg Roedel 			aper_base = new_aper_base;
664fffcda11SJoerg Roedel 		}
665fffcda11SJoerg Roedel 		if (aper_size != new_aper_size || aper_base != new_aper_base)
666fffcda11SJoerg Roedel 			goto nommu;
667fffcda11SJoerg Roedel 	}
668fffcda11SJoerg Roedel 	if (!aper_base)
669fffcda11SJoerg Roedel 		goto nommu;
670fffcda11SJoerg Roedel 
671fffcda11SJoerg Roedel 	info->aper_base = aper_base;
672fffcda11SJoerg Roedel 	info->aper_size = aper_size >> 20;
673fffcda11SJoerg Roedel 
674fffcda11SJoerg Roedel 	gatt_size = (aper_size >> PAGE_SHIFT) * sizeof(u32);
675fffcda11SJoerg Roedel 	gatt = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
676fffcda11SJoerg Roedel 					get_order(gatt_size));
677fffcda11SJoerg Roedel 	if (!gatt)
678fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Cannot allocate GATT table");
679fffcda11SJoerg Roedel 	if (set_memory_uc((unsigned long)gatt, gatt_size >> PAGE_SHIFT))
680fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Could not set GART PTEs to uncacheable pages");
681fffcda11SJoerg Roedel 
682fffcda11SJoerg Roedel 	agp_gatt_table = gatt;
683fffcda11SJoerg Roedel 
684fffcda11SJoerg Roedel 	register_syscore_ops(&gart_syscore_ops);
685fffcda11SJoerg Roedel 
686fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
687fffcda11SJoerg Roedel 
688fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: aperture base @ %x size %u KB\n",
689fffcda11SJoerg Roedel 	       aper_base, aper_size>>10);
690fffcda11SJoerg Roedel 
691fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
692fffcda11SJoerg Roedel 
693fffcda11SJoerg Roedel  nommu:
694fffcda11SJoerg Roedel 	/* Should not happen anymore */
695fffcda11SJoerg Roedel 	pr_warning("PCI-DMA: More than 4GB of RAM and no IOMMU\n"
696fffcda11SJoerg Roedel 	       "falling back to iommu=soft.\n");
697fffcda11SJoerg Roedel 	return -1;
698fffcda11SJoerg Roedel }
699fffcda11SJoerg Roedel 
7005299709dSBart Van Assche static const struct dma_map_ops gart_dma_ops = {
701fffcda11SJoerg Roedel 	.map_sg				= gart_map_sg,
702fffcda11SJoerg Roedel 	.unmap_sg			= gart_unmap_sg,
703fffcda11SJoerg Roedel 	.map_page			= gart_map_page,
704fffcda11SJoerg Roedel 	.unmap_page			= gart_unmap_page,
705baa676fcSAndrzej Pietrasiewicz 	.alloc				= gart_alloc_coherent,
706baa676fcSAndrzej Pietrasiewicz 	.free				= gart_free_coherent,
707fffcda11SJoerg Roedel 	.mapping_error			= gart_mapping_error,
7085860acc1SChristoph Hellwig 	.dma_supported			= x86_dma_supported,
709fffcda11SJoerg Roedel };
710fffcda11SJoerg Roedel 
711fffcda11SJoerg Roedel static void gart_iommu_shutdown(void)
712fffcda11SJoerg Roedel {
713fffcda11SJoerg Roedel 	struct pci_dev *dev;
714fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
715fffcda11SJoerg Roedel 
716fffcda11SJoerg Roedel 	/* don't shutdown it if there is AGP installed */
717fffcda11SJoerg Roedel 	if (!no_agp)
718fffcda11SJoerg Roedel 		return;
719fffcda11SJoerg Roedel 
720fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
721fffcda11SJoerg Roedel 		return;
722fffcda11SJoerg Roedel 
723fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
724fffcda11SJoerg Roedel 		u32 ctl;
725fffcda11SJoerg Roedel 
726fffcda11SJoerg Roedel 		dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
727fffcda11SJoerg Roedel 		pci_read_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTURECTL, &ctl);
728fffcda11SJoerg Roedel 
729fffcda11SJoerg Roedel 		ctl &= ~GARTEN;
730fffcda11SJoerg Roedel 
731fffcda11SJoerg Roedel 		pci_write_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTURECTL, ctl);
732fffcda11SJoerg Roedel 	}
733fffcda11SJoerg Roedel }
734fffcda11SJoerg Roedel 
735fffcda11SJoerg Roedel int __init gart_iommu_init(void)
736fffcda11SJoerg Roedel {
737fffcda11SJoerg Roedel 	struct agp_kern_info info;
738fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_start;
739fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long aper_base, aper_size;
740fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long start_pfn, end_pfn;
741fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long scratch;
742fffcda11SJoerg Roedel 	long i;
743fffcda11SJoerg Roedel 
744fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
745fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
746fffcda11SJoerg Roedel 
747fffcda11SJoerg Roedel #ifndef CONFIG_AGP_AMD64
748fffcda11SJoerg Roedel 	no_agp = 1;
749fffcda11SJoerg Roedel #else
750fffcda11SJoerg Roedel 	/* Makefile puts PCI initialization via subsys_initcall first. */
751fffcda11SJoerg Roedel 	/* Add other AMD AGP bridge drivers here */
752fffcda11SJoerg Roedel 	no_agp = no_agp ||
753fffcda11SJoerg Roedel 		(agp_amd64_init() < 0) ||
754fffcda11SJoerg Roedel 		(agp_copy_info(agp_bridge, &info) < 0);
755fffcda11SJoerg Roedel #endif
756fffcda11SJoerg Roedel 
757fffcda11SJoerg Roedel 	if (no_iommu ||
758fffcda11SJoerg Roedel 	    (!force_iommu && max_pfn <= MAX_DMA32_PFN) ||
759fffcda11SJoerg Roedel 	    !gart_iommu_aperture ||
760fffcda11SJoerg Roedel 	    (no_agp && init_amd_gatt(&info) < 0)) {
761fffcda11SJoerg Roedel 		if (max_pfn > MAX_DMA32_PFN) {
762fffcda11SJoerg Roedel 			pr_warning("More than 4GB of memory but GART IOMMU not available.\n");
763fffcda11SJoerg Roedel 			pr_warning("falling back to iommu=soft.\n");
764fffcda11SJoerg Roedel 		}
765fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
766fffcda11SJoerg Roedel 	}
767fffcda11SJoerg Roedel 
768fffcda11SJoerg Roedel 	/* need to map that range */
769fffcda11SJoerg Roedel 	aper_size	= info.aper_size << 20;
770fffcda11SJoerg Roedel 	aper_base	= info.aper_base;
771fffcda11SJoerg Roedel 	end_pfn		= (aper_base>>PAGE_SHIFT) + (aper_size>>PAGE_SHIFT);
772fffcda11SJoerg Roedel 
7735101730cSYinghai Lu 	start_pfn = PFN_DOWN(aper_base);
7745101730cSYinghai Lu 	if (!pfn_range_is_mapped(start_pfn, end_pfn))
775fffcda11SJoerg Roedel 		init_memory_mapping(start_pfn<<PAGE_SHIFT, end_pfn<<PAGE_SHIFT);
776fffcda11SJoerg Roedel 
777fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: using GART IOMMU.\n");
778fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_size = check_iommu_size(info.aper_base, aper_size);
779fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_pages = iommu_size >> PAGE_SHIFT;
780fffcda11SJoerg Roedel 
781fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_gart_bitmap = (void *) __get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
782fffcda11SJoerg Roedel 						      get_order(iommu_pages/8));
783fffcda11SJoerg Roedel 	if (!iommu_gart_bitmap)
784fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Cannot allocate iommu bitmap\n");
785fffcda11SJoerg Roedel 
786fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_LEAK
787fffcda11SJoerg Roedel 	if (leak_trace) {
788fffcda11SJoerg Roedel 		int ret;
789fffcda11SJoerg Roedel 
790fffcda11SJoerg Roedel 		ret = dma_debug_resize_entries(iommu_pages);
791fffcda11SJoerg Roedel 		if (ret)
792fffcda11SJoerg Roedel 			pr_debug("PCI-DMA: Cannot trace all the entries\n");
793fffcda11SJoerg Roedel 	}
794fffcda11SJoerg Roedel #endif
795fffcda11SJoerg Roedel 
796fffcda11SJoerg Roedel 	/*
797fffcda11SJoerg Roedel 	 * Out of IOMMU space handling.
798fffcda11SJoerg Roedel 	 * Reserve some invalid pages at the beginning of the GART.
799fffcda11SJoerg Roedel 	 */
800fffcda11SJoerg Roedel 	bitmap_set(iommu_gart_bitmap, 0, EMERGENCY_PAGES);
801fffcda11SJoerg Roedel 
802fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Reserving %luMB of IOMMU area in the AGP aperture\n",
803fffcda11SJoerg Roedel 	       iommu_size >> 20);
804fffcda11SJoerg Roedel 
805fffcda11SJoerg Roedel 	agp_memory_reserved	= iommu_size;
806fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_start		= aper_size - iommu_size;
807fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_bus_base		= info.aper_base + iommu_start;
808fffcda11SJoerg Roedel 	bad_dma_addr		= iommu_bus_base;
809fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_gatt_base		= agp_gatt_table + (iommu_start>>PAGE_SHIFT);
810fffcda11SJoerg Roedel 
811fffcda11SJoerg Roedel 	/*
812fffcda11SJoerg Roedel 	 * Unmap the IOMMU part of the GART. The alias of the page is
813fffcda11SJoerg Roedel 	 * always mapped with cache enabled and there is no full cache
814fffcda11SJoerg Roedel 	 * coherency across the GART remapping. The unmapping avoids
815fffcda11SJoerg Roedel 	 * automatic prefetches from the CPU allocating cache lines in
816fffcda11SJoerg Roedel 	 * there. All CPU accesses are done via the direct mapping to
817fffcda11SJoerg Roedel 	 * the backing memory. The GART address is only used by PCI
818fffcda11SJoerg Roedel 	 * devices.
819fffcda11SJoerg Roedel 	 */
820fffcda11SJoerg Roedel 	set_memory_np((unsigned long)__va(iommu_bus_base),
821fffcda11SJoerg Roedel 				iommu_size >> PAGE_SHIFT);
822fffcda11SJoerg Roedel 	/*
823fffcda11SJoerg Roedel 	 * Tricky. The GART table remaps the physical memory range,
824fffcda11SJoerg Roedel 	 * so the CPU wont notice potential aliases and if the memory
825fffcda11SJoerg Roedel 	 * is remapped to UC later on, we might surprise the PCI devices
826fffcda11SJoerg Roedel 	 * with a stray writeout of a cacheline. So play it sure and
827fffcda11SJoerg Roedel 	 * do an explicit, full-scale wbinvd() _after_ having marked all
828fffcda11SJoerg Roedel 	 * the pages as Not-Present:
829fffcda11SJoerg Roedel 	 */
830fffcda11SJoerg Roedel 	wbinvd();
831fffcda11SJoerg Roedel 
832fffcda11SJoerg Roedel 	/*
833fffcda11SJoerg Roedel 	 * Now all caches are flushed and we can safely enable
834fffcda11SJoerg Roedel 	 * GART hardware.  Doing it early leaves the possibility
835fffcda11SJoerg Roedel 	 * of stale cache entries that can lead to GART PTE
836fffcda11SJoerg Roedel 	 * errors.
837fffcda11SJoerg Roedel 	 */
838fffcda11SJoerg Roedel 	enable_gart_translations();
839fffcda11SJoerg Roedel 
840fffcda11SJoerg Roedel 	/*
841fffcda11SJoerg Roedel 	 * Try to workaround a bug (thanks to BenH):
842fffcda11SJoerg Roedel 	 * Set unmapped entries to a scratch page instead of 0.
843fffcda11SJoerg Roedel 	 * Any prefetches that hit unmapped entries won't get an bus abort
844fffcda11SJoerg Roedel 	 * then. (P2P bridge may be prefetching on DMA reads).
845fffcda11SJoerg Roedel 	 */
846fffcda11SJoerg Roedel 	scratch = get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
847fffcda11SJoerg Roedel 	if (!scratch)
848fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Cannot allocate iommu scratch page");
849fffcda11SJoerg Roedel 	gart_unmapped_entry = GPTE_ENCODE(__pa(scratch));
850fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = EMERGENCY_PAGES; i < iommu_pages; i++)
851fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_gatt_base[i] = gart_unmapped_entry;
852fffcda11SJoerg Roedel 
853fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
854fffcda11SJoerg Roedel 	dma_ops = &gart_dma_ops;
855fffcda11SJoerg Roedel 	x86_platform.iommu_shutdown = gart_iommu_shutdown;
856fffcda11SJoerg Roedel 	swiotlb = 0;
857fffcda11SJoerg Roedel 
858fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
859fffcda11SJoerg Roedel }
860fffcda11SJoerg Roedel 
861fffcda11SJoerg Roedel void __init gart_parse_options(char *p)
862fffcda11SJoerg Roedel {
863fffcda11SJoerg Roedel 	int arg;
864fffcda11SJoerg Roedel 
865fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_LEAK
866fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "leak", 4)) {
867fffcda11SJoerg Roedel 		leak_trace = 1;
868fffcda11SJoerg Roedel 		p += 4;
869fffcda11SJoerg Roedel 		if (*p == '=')
870fffcda11SJoerg Roedel 			++p;
871fffcda11SJoerg Roedel 		if (isdigit(*p) && get_option(&p, &arg))
872fffcda11SJoerg Roedel 			iommu_leak_pages = arg;
873fffcda11SJoerg Roedel 	}
874fffcda11SJoerg Roedel #endif
875fffcda11SJoerg Roedel 	if (isdigit(*p) && get_option(&p, &arg))
876fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_size = arg;
877fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "fullflush", 9))
878fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_fullflush = 1;
879fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "nofullflush", 11))
880fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_fullflush = 0;
881fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "noagp", 5))
882fffcda11SJoerg Roedel 		no_agp = 1;
883fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "noaperture", 10))
884fffcda11SJoerg Roedel 		fix_aperture = 0;
885fffcda11SJoerg Roedel 	/* duplicated from pci-dma.c */
886fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "force", 5))
887fffcda11SJoerg Roedel 		gart_iommu_aperture_allowed = 1;
888fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "allowed", 7))
889fffcda11SJoerg Roedel 		gart_iommu_aperture_allowed = 1;
890fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "memaper", 7)) {
891fffcda11SJoerg Roedel 		fallback_aper_force = 1;
892fffcda11SJoerg Roedel 		p += 7;
893fffcda11SJoerg Roedel 		if (*p == '=') {
894fffcda11SJoerg Roedel 			++p;
895fffcda11SJoerg Roedel 			if (get_option(&p, &arg))
896fffcda11SJoerg Roedel 				fallback_aper_order = arg;
897fffcda11SJoerg Roedel 		}
898fffcda11SJoerg Roedel 	}
899fffcda11SJoerg Roedel }
900fffcda11SJoerg Roedel IOMMU_INIT_POST(gart_iommu_hole_init);
901