xref: /openbmc/linux/arch/x86/kernel/amd_gart_64.c (revision 06f55fd2)
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>
34ea8c64acSChristoph 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 /*
54fffcda11SJoerg Roedel  * If this is disabled the IOMMU will use an optimized flushing strategy
55fffcda11SJoerg Roedel  * of only flushing when an mapping is reused. With it true the GART is
56fffcda11SJoerg Roedel  * flushed for every mapping. Problem is that doing the lazy flush seems
57fffcda11SJoerg Roedel  * to trigger bugs with some popular PCI cards, in particular 3ware (but
58fffcda11SJoerg Roedel  * has been also also seen with Qlogic at least).
59fffcda11SJoerg Roedel  */
60fffcda11SJoerg Roedel static int iommu_fullflush = 1;
61fffcda11SJoerg Roedel 
62fffcda11SJoerg Roedel /* Allocation bitmap for the remapping area: */
63fffcda11SJoerg Roedel static DEFINE_SPINLOCK(iommu_bitmap_lock);
64fffcda11SJoerg Roedel /* Guarded by iommu_bitmap_lock: */
65fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long *iommu_gart_bitmap;
66fffcda11SJoerg Roedel 
67fffcda11SJoerg Roedel static u32 gart_unmapped_entry;
68fffcda11SJoerg Roedel 
69fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_VALID    1
70fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_COHERENT 2
71fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_ENCODE(x) \
72fffcda11SJoerg Roedel 	(((x) & 0xfffff000) | (((x) >> 32) << 4) | GPTE_VALID | GPTE_COHERENT)
73fffcda11SJoerg Roedel #define GPTE_DECODE(x) (((x) & 0xfffff000) | (((u64)(x) & 0xff0) << 28))
74fffcda11SJoerg Roedel 
75fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_AGP
76fffcda11SJoerg Roedel #define AGPEXTERN extern
77fffcda11SJoerg Roedel #else
78fffcda11SJoerg Roedel #define AGPEXTERN
79fffcda11SJoerg Roedel #endif
80fffcda11SJoerg Roedel 
81fffcda11SJoerg Roedel /* GART can only remap to physical addresses < 1TB */
82fffcda11SJoerg Roedel #define GART_MAX_PHYS_ADDR	(1ULL << 40)
83fffcda11SJoerg Roedel 
84fffcda11SJoerg Roedel /* backdoor interface to AGP driver */
85fffcda11SJoerg Roedel AGPEXTERN int agp_memory_reserved;
86fffcda11SJoerg Roedel AGPEXTERN __u32 *agp_gatt_table;
87fffcda11SJoerg Roedel 
88fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long next_bit;  /* protected by iommu_bitmap_lock */
89fffcda11SJoerg Roedel static bool need_flush;		/* global flush state. set for each gart wrap */
90fffcda11SJoerg Roedel 
91fffcda11SJoerg Roedel static unsigned long alloc_iommu(struct device *dev, int size,
92fffcda11SJoerg Roedel 				 unsigned long align_mask)
93fffcda11SJoerg Roedel {
94fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long offset, flags;
95fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long boundary_size;
96fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long base_index;
97fffcda11SJoerg Roedel 
98fffcda11SJoerg Roedel 	base_index = ALIGN(iommu_bus_base & dma_get_seg_boundary(dev),
99fffcda11SJoerg Roedel 			   PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
100fffcda11SJoerg Roedel 	boundary_size = ALIGN((u64)dma_get_seg_boundary(dev) + 1,
101fffcda11SJoerg Roedel 			      PAGE_SIZE) >> PAGE_SHIFT;
102fffcda11SJoerg Roedel 
103fffcda11SJoerg Roedel 	spin_lock_irqsave(&iommu_bitmap_lock, flags);
104fffcda11SJoerg Roedel 	offset = iommu_area_alloc(iommu_gart_bitmap, iommu_pages, next_bit,
105fffcda11SJoerg Roedel 				  size, base_index, boundary_size, align_mask);
106fffcda11SJoerg Roedel 	if (offset == -1) {
107fffcda11SJoerg Roedel 		need_flush = true;
108fffcda11SJoerg Roedel 		offset = iommu_area_alloc(iommu_gart_bitmap, iommu_pages, 0,
109fffcda11SJoerg Roedel 					  size, base_index, boundary_size,
110fffcda11SJoerg Roedel 					  align_mask);
111fffcda11SJoerg Roedel 	}
112fffcda11SJoerg Roedel 	if (offset != -1) {
113fffcda11SJoerg Roedel 		next_bit = offset+size;
114fffcda11SJoerg Roedel 		if (next_bit >= iommu_pages) {
115fffcda11SJoerg Roedel 			next_bit = 0;
116fffcda11SJoerg Roedel 			need_flush = true;
117fffcda11SJoerg Roedel 		}
118fffcda11SJoerg Roedel 	}
119fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_fullflush)
120fffcda11SJoerg Roedel 		need_flush = true;
121fffcda11SJoerg Roedel 	spin_unlock_irqrestore(&iommu_bitmap_lock, flags);
122fffcda11SJoerg Roedel 
123fffcda11SJoerg Roedel 	return offset;
124fffcda11SJoerg Roedel }
125fffcda11SJoerg Roedel 
126fffcda11SJoerg Roedel static void free_iommu(unsigned long offset, int size)
127fffcda11SJoerg Roedel {
128fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long flags;
129fffcda11SJoerg Roedel 
130fffcda11SJoerg Roedel 	spin_lock_irqsave(&iommu_bitmap_lock, flags);
131fffcda11SJoerg Roedel 	bitmap_clear(iommu_gart_bitmap, offset, size);
132fffcda11SJoerg Roedel 	if (offset >= next_bit)
133fffcda11SJoerg Roedel 		next_bit = offset + size;
134fffcda11SJoerg Roedel 	spin_unlock_irqrestore(&iommu_bitmap_lock, flags);
135fffcda11SJoerg Roedel }
136fffcda11SJoerg Roedel 
137fffcda11SJoerg Roedel /*
138fffcda11SJoerg Roedel  * Use global flush state to avoid races with multiple flushers.
139fffcda11SJoerg Roedel  */
140fffcda11SJoerg Roedel static void flush_gart(void)
141fffcda11SJoerg Roedel {
142fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long flags;
143fffcda11SJoerg Roedel 
144fffcda11SJoerg Roedel 	spin_lock_irqsave(&iommu_bitmap_lock, flags);
145fffcda11SJoerg Roedel 	if (need_flush) {
146fffcda11SJoerg Roedel 		amd_flush_garts();
147fffcda11SJoerg Roedel 		need_flush = false;
148fffcda11SJoerg Roedel 	}
149fffcda11SJoerg Roedel 	spin_unlock_irqrestore(&iommu_bitmap_lock, flags);
150fffcda11SJoerg Roedel }
151fffcda11SJoerg Roedel 
152fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_LEAK
153fffcda11SJoerg Roedel /* Debugging aid for drivers that don't free their IOMMU tables */
154fffcda11SJoerg Roedel static void dump_leak(void)
155fffcda11SJoerg Roedel {
156fffcda11SJoerg Roedel 	static int dump;
157fffcda11SJoerg Roedel 
158fffcda11SJoerg Roedel 	if (dump)
159fffcda11SJoerg Roedel 		return;
160fffcda11SJoerg Roedel 	dump = 1;
161fffcda11SJoerg Roedel 
162fffcda11SJoerg Roedel 	show_stack(NULL, NULL);
163fffcda11SJoerg Roedel 	debug_dma_dump_mappings(NULL);
164fffcda11SJoerg Roedel }
165fffcda11SJoerg Roedel #endif
166fffcda11SJoerg Roedel 
167fffcda11SJoerg Roedel static void iommu_full(struct device *dev, size_t size, int dir)
168fffcda11SJoerg Roedel {
169fffcda11SJoerg Roedel 	/*
170fffcda11SJoerg Roedel 	 * Ran out of IOMMU space for this operation. This is very bad.
171fffcda11SJoerg Roedel 	 * Unfortunately the drivers cannot handle this operation properly.
172fffcda11SJoerg Roedel 	 * Return some non mapped prereserved space in the aperture and
173fffcda11SJoerg Roedel 	 * let the Northbridge deal with it. This will result in garbage
174fffcda11SJoerg Roedel 	 * in the IO operation. When the size exceeds the prereserved space
175fffcda11SJoerg Roedel 	 * memory corruption will occur or random memory will be DMAed
176fffcda11SJoerg Roedel 	 * out. Hopefully no network devices use single mappings that big.
177fffcda11SJoerg Roedel 	 */
178fffcda11SJoerg Roedel 
179fffcda11SJoerg Roedel 	dev_err(dev, "PCI-DMA: Out of IOMMU space for %lu bytes\n", size);
180fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_LEAK
181fffcda11SJoerg Roedel 	dump_leak();
182fffcda11SJoerg Roedel #endif
183fffcda11SJoerg Roedel }
184fffcda11SJoerg Roedel 
185fffcda11SJoerg Roedel static inline int
186fffcda11SJoerg Roedel need_iommu(struct device *dev, unsigned long addr, size_t size)
187fffcda11SJoerg Roedel {
188fffcda11SJoerg Roedel 	return force_iommu || !dma_capable(dev, addr, size);
189fffcda11SJoerg Roedel }
190fffcda11SJoerg Roedel 
191fffcda11SJoerg Roedel static inline int
192fffcda11SJoerg Roedel nonforced_iommu(struct device *dev, unsigned long addr, size_t size)
193fffcda11SJoerg Roedel {
194fffcda11SJoerg Roedel 	return !dma_capable(dev, addr, size);
195fffcda11SJoerg Roedel }
196fffcda11SJoerg Roedel 
197fffcda11SJoerg Roedel /* Map a single continuous physical area into the IOMMU.
198fffcda11SJoerg Roedel  * Caller needs to check if the iommu is needed and flush.
199fffcda11SJoerg Roedel  */
200fffcda11SJoerg Roedel static dma_addr_t dma_map_area(struct device *dev, dma_addr_t phys_mem,
201fffcda11SJoerg Roedel 				size_t size, int dir, unsigned long align_mask)
202fffcda11SJoerg Roedel {
203fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long npages = iommu_num_pages(phys_mem, size, PAGE_SIZE);
204fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_page;
205fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
206fffcda11SJoerg Roedel 
207fffcda11SJoerg Roedel 	if (unlikely(phys_mem + size > GART_MAX_PHYS_ADDR))
2089e8aa6b5SChristoph Hellwig 		return DMA_MAPPING_ERROR;
209fffcda11SJoerg Roedel 
210fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_page = alloc_iommu(dev, npages, align_mask);
211fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_page == -1) {
212fffcda11SJoerg Roedel 		if (!nonforced_iommu(dev, phys_mem, size))
213fffcda11SJoerg Roedel 			return phys_mem;
214fffcda11SJoerg Roedel 		if (panic_on_overflow)
215fffcda11SJoerg Roedel 			panic("dma_map_area overflow %lu bytes\n", size);
216fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_full(dev, size, dir);
2179e8aa6b5SChristoph Hellwig 		return DMA_MAPPING_ERROR;
218fffcda11SJoerg Roedel 	}
219fffcda11SJoerg Roedel 
220fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < npages; i++) {
221fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_gatt_base[iommu_page + i] = GPTE_ENCODE(phys_mem);
222fffcda11SJoerg Roedel 		phys_mem += PAGE_SIZE;
223fffcda11SJoerg Roedel 	}
224fffcda11SJoerg Roedel 	return iommu_bus_base + iommu_page*PAGE_SIZE + (phys_mem & ~PAGE_MASK);
225fffcda11SJoerg Roedel }
226fffcda11SJoerg Roedel 
227fffcda11SJoerg Roedel /* Map a single area into the IOMMU */
228fffcda11SJoerg Roedel static dma_addr_t gart_map_page(struct device *dev, struct page *page,
229fffcda11SJoerg Roedel 				unsigned long offset, size_t size,
230fffcda11SJoerg Roedel 				enum dma_data_direction dir,
23100085f1eSKrzysztof Kozlowski 				unsigned long attrs)
232fffcda11SJoerg Roedel {
233fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long bus;
234fffcda11SJoerg Roedel 	phys_addr_t paddr = page_to_phys(page) + offset;
235fffcda11SJoerg Roedel 
236fffcda11SJoerg Roedel 	if (!dev)
237fffcda11SJoerg Roedel 		dev = &x86_dma_fallback_dev;
238fffcda11SJoerg Roedel 
239fffcda11SJoerg Roedel 	if (!need_iommu(dev, paddr, size))
240fffcda11SJoerg Roedel 		return paddr;
241fffcda11SJoerg Roedel 
242fffcda11SJoerg Roedel 	bus = dma_map_area(dev, paddr, size, dir, 0);
243fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
244fffcda11SJoerg Roedel 
245fffcda11SJoerg Roedel 	return bus;
246fffcda11SJoerg Roedel }
247fffcda11SJoerg Roedel 
248fffcda11SJoerg Roedel /*
249fffcda11SJoerg Roedel  * Free a DMA mapping.
250fffcda11SJoerg Roedel  */
251fffcda11SJoerg Roedel static void gart_unmap_page(struct device *dev, dma_addr_t dma_addr,
252fffcda11SJoerg Roedel 			    size_t size, enum dma_data_direction dir,
25300085f1eSKrzysztof Kozlowski 			    unsigned long attrs)
254fffcda11SJoerg Roedel {
255fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_page;
256fffcda11SJoerg Roedel 	int npages;
257fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
258fffcda11SJoerg Roedel 
25906f55fd2SChristoph Hellwig 	if (WARN_ON_ONCE(dma_addr == DMA_MAPPING_ERROR))
26006f55fd2SChristoph Hellwig 		return;
26106f55fd2SChristoph Hellwig 
26206f55fd2SChristoph Hellwig 	/*
26306f55fd2SChristoph Hellwig 	 * This driver will not always use a GART mapping, but might have
26406f55fd2SChristoph Hellwig 	 * created a direct mapping instead.  If that is the case there is
26506f55fd2SChristoph Hellwig 	 * nothing to unmap here.
26606f55fd2SChristoph Hellwig 	 */
26706f55fd2SChristoph Hellwig 	if (dma_addr < iommu_bus_base ||
268fffcda11SJoerg Roedel 	    dma_addr >= iommu_bus_base + iommu_size)
269fffcda11SJoerg Roedel 		return;
270fffcda11SJoerg Roedel 
271fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_page = (dma_addr - iommu_bus_base)>>PAGE_SHIFT;
272fffcda11SJoerg Roedel 	npages = iommu_num_pages(dma_addr, size, PAGE_SIZE);
273fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < npages; i++) {
274fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_gatt_base[iommu_page + i] = gart_unmapped_entry;
275fffcda11SJoerg Roedel 	}
276fffcda11SJoerg Roedel 	free_iommu(iommu_page, npages);
277fffcda11SJoerg Roedel }
278fffcda11SJoerg Roedel 
279fffcda11SJoerg Roedel /*
280fffcda11SJoerg Roedel  * Wrapper for pci_unmap_single working with scatterlists.
281fffcda11SJoerg Roedel  */
282fffcda11SJoerg Roedel static void gart_unmap_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
28300085f1eSKrzysztof Kozlowski 			  enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
284fffcda11SJoerg Roedel {
285fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s;
286fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
287fffcda11SJoerg Roedel 
288fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i) {
289fffcda11SJoerg Roedel 		if (!s->dma_length || !s->length)
290fffcda11SJoerg Roedel 			break;
29100085f1eSKrzysztof Kozlowski 		gart_unmap_page(dev, s->dma_address, s->dma_length, dir, 0);
292fffcda11SJoerg Roedel 	}
293fffcda11SJoerg Roedel }
294fffcda11SJoerg Roedel 
295fffcda11SJoerg Roedel /* Fallback for dma_map_sg in case of overflow */
296fffcda11SJoerg Roedel static int dma_map_sg_nonforce(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
297fffcda11SJoerg Roedel 			       int nents, int dir)
298fffcda11SJoerg Roedel {
299fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s;
300fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
301fffcda11SJoerg Roedel 
302fffcda11SJoerg Roedel #ifdef CONFIG_IOMMU_DEBUG
303fffcda11SJoerg Roedel 	pr_debug("dma_map_sg overflow\n");
304fffcda11SJoerg Roedel #endif
305fffcda11SJoerg Roedel 
306fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i) {
307fffcda11SJoerg Roedel 		unsigned long addr = sg_phys(s);
308fffcda11SJoerg Roedel 
309fffcda11SJoerg Roedel 		if (nonforced_iommu(dev, addr, s->length)) {
310fffcda11SJoerg Roedel 			addr = dma_map_area(dev, addr, s->length, dir, 0);
3119e8aa6b5SChristoph Hellwig 			if (addr == DMA_MAPPING_ERROR) {
312fffcda11SJoerg Roedel 				if (i > 0)
31300085f1eSKrzysztof Kozlowski 					gart_unmap_sg(dev, sg, i, dir, 0);
314fffcda11SJoerg Roedel 				nents = 0;
315fffcda11SJoerg Roedel 				sg[0].dma_length = 0;
316fffcda11SJoerg Roedel 				break;
317fffcda11SJoerg Roedel 			}
318fffcda11SJoerg Roedel 		}
319fffcda11SJoerg Roedel 		s->dma_address = addr;
320fffcda11SJoerg Roedel 		s->dma_length = s->length;
321fffcda11SJoerg Roedel 	}
322fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
323fffcda11SJoerg Roedel 
324fffcda11SJoerg Roedel 	return nents;
325fffcda11SJoerg Roedel }
326fffcda11SJoerg Roedel 
327fffcda11SJoerg Roedel /* Map multiple scatterlist entries continuous into the first. */
328fffcda11SJoerg Roedel static int __dma_map_cont(struct device *dev, struct scatterlist *start,
329fffcda11SJoerg Roedel 			  int nelems, struct scatterlist *sout,
330fffcda11SJoerg Roedel 			  unsigned long pages)
331fffcda11SJoerg Roedel {
332fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_start = alloc_iommu(dev, pages, 0);
333fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_page = iommu_start;
334fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s;
335fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
336fffcda11SJoerg Roedel 
337fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_start == -1)
338fffcda11SJoerg Roedel 		return -1;
339fffcda11SJoerg Roedel 
340fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(start, s, nelems, i) {
341fffcda11SJoerg Roedel 		unsigned long pages, addr;
342fffcda11SJoerg Roedel 		unsigned long phys_addr = s->dma_address;
343fffcda11SJoerg Roedel 
344fffcda11SJoerg Roedel 		BUG_ON(s != start && s->offset);
345fffcda11SJoerg Roedel 		if (s == start) {
346fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_address = iommu_bus_base;
347fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_address += iommu_page*PAGE_SIZE + s->offset;
348fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_length = s->length;
349fffcda11SJoerg Roedel 		} else {
350fffcda11SJoerg Roedel 			sout->dma_length += s->length;
351fffcda11SJoerg Roedel 		}
352fffcda11SJoerg Roedel 
353fffcda11SJoerg Roedel 		addr = phys_addr;
354fffcda11SJoerg Roedel 		pages = iommu_num_pages(s->offset, s->length, PAGE_SIZE);
355fffcda11SJoerg Roedel 		while (pages--) {
356fffcda11SJoerg Roedel 			iommu_gatt_base[iommu_page] = GPTE_ENCODE(addr);
357fffcda11SJoerg Roedel 			addr += PAGE_SIZE;
358fffcda11SJoerg Roedel 			iommu_page++;
359fffcda11SJoerg Roedel 		}
360fffcda11SJoerg Roedel 	}
361fffcda11SJoerg Roedel 	BUG_ON(iommu_page - iommu_start != pages);
362fffcda11SJoerg Roedel 
363fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
364fffcda11SJoerg Roedel }
365fffcda11SJoerg Roedel 
366fffcda11SJoerg Roedel static inline int
367fffcda11SJoerg Roedel dma_map_cont(struct device *dev, struct scatterlist *start, int nelems,
368fffcda11SJoerg Roedel 	     struct scatterlist *sout, unsigned long pages, int need)
369fffcda11SJoerg Roedel {
370fffcda11SJoerg Roedel 	if (!need) {
371fffcda11SJoerg Roedel 		BUG_ON(nelems != 1);
372fffcda11SJoerg Roedel 		sout->dma_address = start->dma_address;
373fffcda11SJoerg Roedel 		sout->dma_length = start->length;
374fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
375fffcda11SJoerg Roedel 	}
376fffcda11SJoerg Roedel 	return __dma_map_cont(dev, start, nelems, sout, pages);
377fffcda11SJoerg Roedel }
378fffcda11SJoerg Roedel 
379fffcda11SJoerg Roedel /*
380fffcda11SJoerg Roedel  * DMA map all entries in a scatterlist.
381fffcda11SJoerg Roedel  * Merge chunks that have page aligned sizes into a continuous mapping.
382fffcda11SJoerg Roedel  */
383fffcda11SJoerg Roedel static int gart_map_sg(struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents,
38400085f1eSKrzysztof Kozlowski 		       enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
385fffcda11SJoerg Roedel {
386fffcda11SJoerg Roedel 	struct scatterlist *s, *ps, *start_sg, *sgmap;
387fffcda11SJoerg Roedel 	int need = 0, nextneed, i, out, start;
388fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long pages = 0;
389fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned int seg_size;
390fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned int max_seg_size;
391fffcda11SJoerg Roedel 
392fffcda11SJoerg Roedel 	if (nents == 0)
393fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
394fffcda11SJoerg Roedel 
395fffcda11SJoerg Roedel 	if (!dev)
396fffcda11SJoerg Roedel 		dev = &x86_dma_fallback_dev;
397fffcda11SJoerg Roedel 
398fffcda11SJoerg Roedel 	out		= 0;
399fffcda11SJoerg Roedel 	start		= 0;
400fffcda11SJoerg Roedel 	start_sg	= sg;
401fffcda11SJoerg Roedel 	sgmap		= sg;
402fffcda11SJoerg Roedel 	seg_size	= 0;
403fffcda11SJoerg Roedel 	max_seg_size	= dma_get_max_seg_size(dev);
404fffcda11SJoerg Roedel 	ps		= NULL; /* shut up gcc */
405fffcda11SJoerg Roedel 
406fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i) {
407fffcda11SJoerg Roedel 		dma_addr_t addr = sg_phys(s);
408fffcda11SJoerg Roedel 
409fffcda11SJoerg Roedel 		s->dma_address = addr;
410fffcda11SJoerg Roedel 		BUG_ON(s->length == 0);
411fffcda11SJoerg Roedel 
412fffcda11SJoerg Roedel 		nextneed = need_iommu(dev, addr, s->length);
413fffcda11SJoerg Roedel 
414fffcda11SJoerg Roedel 		/* Handle the previous not yet processed entries */
415fffcda11SJoerg Roedel 		if (i > start) {
416fffcda11SJoerg Roedel 			/*
417fffcda11SJoerg Roedel 			 * Can only merge when the last chunk ends on a
418fffcda11SJoerg Roedel 			 * page boundary and the new one doesn't have an
419fffcda11SJoerg Roedel 			 * offset.
420fffcda11SJoerg Roedel 			 */
421fffcda11SJoerg Roedel 			if (!iommu_merge || !nextneed || !need || s->offset ||
422fffcda11SJoerg Roedel 			    (s->length + seg_size > max_seg_size) ||
423fffcda11SJoerg Roedel 			    (ps->offset + ps->length) % PAGE_SIZE) {
424fffcda11SJoerg Roedel 				if (dma_map_cont(dev, start_sg, i - start,
425fffcda11SJoerg Roedel 						 sgmap, pages, need) < 0)
426fffcda11SJoerg Roedel 					goto error;
427fffcda11SJoerg Roedel 				out++;
428fffcda11SJoerg Roedel 
429fffcda11SJoerg Roedel 				seg_size	= 0;
430fffcda11SJoerg Roedel 				sgmap		= sg_next(sgmap);
431fffcda11SJoerg Roedel 				pages		= 0;
432fffcda11SJoerg Roedel 				start		= i;
433fffcda11SJoerg Roedel 				start_sg	= s;
434fffcda11SJoerg Roedel 			}
435fffcda11SJoerg Roedel 		}
436fffcda11SJoerg Roedel 
437fffcda11SJoerg Roedel 		seg_size += s->length;
438fffcda11SJoerg Roedel 		need = nextneed;
439fffcda11SJoerg Roedel 		pages += iommu_num_pages(s->offset, s->length, PAGE_SIZE);
440fffcda11SJoerg Roedel 		ps = s;
441fffcda11SJoerg Roedel 	}
442fffcda11SJoerg Roedel 	if (dma_map_cont(dev, start_sg, i - start, sgmap, pages, need) < 0)
443fffcda11SJoerg Roedel 		goto error;
444fffcda11SJoerg Roedel 	out++;
445fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
446fffcda11SJoerg Roedel 	if (out < nents) {
447fffcda11SJoerg Roedel 		sgmap = sg_next(sgmap);
448fffcda11SJoerg Roedel 		sgmap->dma_length = 0;
449fffcda11SJoerg Roedel 	}
450fffcda11SJoerg Roedel 	return out;
451fffcda11SJoerg Roedel 
452fffcda11SJoerg Roedel error:
453fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
45400085f1eSKrzysztof Kozlowski 	gart_unmap_sg(dev, sg, out, dir, 0);
455fffcda11SJoerg Roedel 
456fffcda11SJoerg Roedel 	/* When it was forced or merged try again in a dumb way */
457fffcda11SJoerg Roedel 	if (force_iommu || iommu_merge) {
458fffcda11SJoerg Roedel 		out = dma_map_sg_nonforce(dev, sg, nents, dir);
459fffcda11SJoerg Roedel 		if (out > 0)
460fffcda11SJoerg Roedel 			return out;
461fffcda11SJoerg Roedel 	}
462fffcda11SJoerg Roedel 	if (panic_on_overflow)
463fffcda11SJoerg Roedel 		panic("dma_map_sg: overflow on %lu pages\n", pages);
464fffcda11SJoerg Roedel 
465fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_full(dev, pages << PAGE_SHIFT, dir);
466fffcda11SJoerg Roedel 	for_each_sg(sg, s, nents, i)
4679e8aa6b5SChristoph Hellwig 		s->dma_address = DMA_MAPPING_ERROR;
468fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
469fffcda11SJoerg Roedel }
470fffcda11SJoerg Roedel 
471fffcda11SJoerg Roedel /* allocate and map a coherent mapping */
472fffcda11SJoerg Roedel static void *
473fffcda11SJoerg Roedel gart_alloc_coherent(struct device *dev, size_t size, dma_addr_t *dma_addr,
47400085f1eSKrzysztof Kozlowski 		    gfp_t flag, unsigned long attrs)
475fffcda11SJoerg Roedel {
47651c7eebaSChristoph Hellwig 	void *vaddr;
477fffcda11SJoerg Roedel 
478bc3ec75dSChristoph Hellwig 	vaddr = dma_direct_alloc_pages(dev, size, dma_addr, flag, attrs);
47951c7eebaSChristoph Hellwig 	if (!vaddr ||
48051c7eebaSChristoph Hellwig 	    !force_iommu || dev->coherent_dma_mask <= DMA_BIT_MASK(24))
48151c7eebaSChristoph Hellwig 		return vaddr;
482fffcda11SJoerg Roedel 
48351c7eebaSChristoph Hellwig 	*dma_addr = dma_map_area(dev, virt_to_phys(vaddr), size,
48451c7eebaSChristoph Hellwig 			DMA_BIDIRECTIONAL, (1UL << get_order(size)) - 1);
485fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
4869e8aa6b5SChristoph Hellwig 	if (unlikely(*dma_addr == DMA_MAPPING_ERROR))
48751c7eebaSChristoph Hellwig 		goto out_free;
48851c7eebaSChristoph Hellwig 	return vaddr;
48951c7eebaSChristoph Hellwig out_free:
490bc3ec75dSChristoph Hellwig 	dma_direct_free_pages(dev, size, vaddr, *dma_addr, attrs);
491fffcda11SJoerg Roedel 	return NULL;
492fffcda11SJoerg Roedel }
493fffcda11SJoerg Roedel 
494fffcda11SJoerg Roedel /* free a coherent mapping */
495fffcda11SJoerg Roedel static void
496fffcda11SJoerg Roedel gart_free_coherent(struct device *dev, size_t size, void *vaddr,
49700085f1eSKrzysztof Kozlowski 		   dma_addr_t dma_addr, unsigned long attrs)
498fffcda11SJoerg Roedel {
49900085f1eSKrzysztof Kozlowski 	gart_unmap_page(dev, dma_addr, size, DMA_BIDIRECTIONAL, 0);
500bc3ec75dSChristoph Hellwig 	dma_direct_free_pages(dev, size, vaddr, dma_addr, attrs);
501fffcda11SJoerg Roedel }
502fffcda11SJoerg Roedel 
503fffcda11SJoerg Roedel static int no_agp;
504fffcda11SJoerg Roedel 
505fffcda11SJoerg Roedel static __init unsigned long check_iommu_size(unsigned long aper, u64 aper_size)
506fffcda11SJoerg Roedel {
507fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long a;
508fffcda11SJoerg Roedel 
509fffcda11SJoerg Roedel 	if (!iommu_size) {
510fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_size = aper_size;
511fffcda11SJoerg Roedel 		if (!no_agp)
512fffcda11SJoerg Roedel 			iommu_size /= 2;
513fffcda11SJoerg Roedel 	}
514fffcda11SJoerg Roedel 
515fffcda11SJoerg Roedel 	a = aper + iommu_size;
516fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_size -= round_up(a, PMD_PAGE_SIZE) - a;
517fffcda11SJoerg Roedel 
518fffcda11SJoerg Roedel 	if (iommu_size < 64*1024*1024) {
519fffcda11SJoerg Roedel 		pr_warning(
520fffcda11SJoerg Roedel 			"PCI-DMA: Warning: Small IOMMU %luMB."
521fffcda11SJoerg Roedel 			" Consider increasing the AGP aperture in BIOS\n",
522fffcda11SJoerg Roedel 				iommu_size >> 20);
523fffcda11SJoerg Roedel 	}
524fffcda11SJoerg Roedel 
525fffcda11SJoerg Roedel 	return iommu_size;
526fffcda11SJoerg Roedel }
527fffcda11SJoerg Roedel 
528fffcda11SJoerg Roedel static __init unsigned read_aperture(struct pci_dev *dev, u32 *size)
529fffcda11SJoerg Roedel {
530fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned aper_size = 0, aper_base_32, aper_order;
531fffcda11SJoerg Roedel 	u64 aper_base;
532fffcda11SJoerg Roedel 
533fffcda11SJoerg Roedel 	pci_read_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTUREBASE, &aper_base_32);
534fffcda11SJoerg Roedel 	pci_read_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTURECTL, &aper_order);
535fffcda11SJoerg Roedel 	aper_order = (aper_order >> 1) & 7;
536fffcda11SJoerg Roedel 
537fffcda11SJoerg Roedel 	aper_base = aper_base_32 & 0x7fff;
538fffcda11SJoerg Roedel 	aper_base <<= 25;
539fffcda11SJoerg Roedel 
540fffcda11SJoerg Roedel 	aper_size = (32 * 1024 * 1024) << aper_order;
541fffcda11SJoerg Roedel 	if (aper_base + aper_size > 0x100000000UL || !aper_size)
542fffcda11SJoerg Roedel 		aper_base = 0;
543fffcda11SJoerg Roedel 
544fffcda11SJoerg Roedel 	*size = aper_size;
545fffcda11SJoerg Roedel 	return aper_base;
546fffcda11SJoerg Roedel }
547fffcda11SJoerg Roedel 
548fffcda11SJoerg Roedel static void enable_gart_translations(void)
549fffcda11SJoerg Roedel {
550fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
551fffcda11SJoerg Roedel 
552fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
553fffcda11SJoerg Roedel 		return;
554fffcda11SJoerg Roedel 
555fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
556fffcda11SJoerg Roedel 		struct pci_dev *dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
557fffcda11SJoerg Roedel 
558fffcda11SJoerg Roedel 		enable_gart_translation(dev, __pa(agp_gatt_table));
559fffcda11SJoerg Roedel 	}
560fffcda11SJoerg Roedel 
561fffcda11SJoerg Roedel 	/* Flush the GART-TLB to remove stale entries */
562fffcda11SJoerg Roedel 	amd_flush_garts();
563fffcda11SJoerg Roedel }
564fffcda11SJoerg Roedel 
565fffcda11SJoerg Roedel /*
566fffcda11SJoerg Roedel  * If fix_up_north_bridges is set, the north bridges have to be fixed up on
567fffcda11SJoerg Roedel  * resume in the same way as they are handled in gart_iommu_hole_init().
568fffcda11SJoerg Roedel  */
569fffcda11SJoerg Roedel static bool fix_up_north_bridges;
570fffcda11SJoerg Roedel static u32 aperture_order;
571fffcda11SJoerg Roedel static u32 aperture_alloc;
572fffcda11SJoerg Roedel 
573fffcda11SJoerg Roedel void set_up_gart_resume(u32 aper_order, u32 aper_alloc)
574fffcda11SJoerg Roedel {
575fffcda11SJoerg Roedel 	fix_up_north_bridges = true;
576fffcda11SJoerg Roedel 	aperture_order = aper_order;
577fffcda11SJoerg Roedel 	aperture_alloc = aper_alloc;
578fffcda11SJoerg Roedel }
579fffcda11SJoerg Roedel 
580fffcda11SJoerg Roedel static void gart_fixup_northbridges(void)
581fffcda11SJoerg Roedel {
582fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
583fffcda11SJoerg Roedel 
584fffcda11SJoerg Roedel 	if (!fix_up_north_bridges)
585fffcda11SJoerg Roedel 		return;
586fffcda11SJoerg Roedel 
587fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
588fffcda11SJoerg Roedel 		return;
589fffcda11SJoerg Roedel 
590fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Restoring GART aperture settings\n");
591fffcda11SJoerg Roedel 
592fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
593fffcda11SJoerg Roedel 		struct pci_dev *dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
594fffcda11SJoerg Roedel 
595fffcda11SJoerg Roedel 		/*
596fffcda11SJoerg Roedel 		 * Don't enable translations just yet.  That is the next
597fffcda11SJoerg Roedel 		 * step.  Restore the pre-suspend aperture settings.
598fffcda11SJoerg Roedel 		 */
599fffcda11SJoerg Roedel 		gart_set_size_and_enable(dev, aperture_order);
600fffcda11SJoerg Roedel 		pci_write_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTUREBASE, aperture_alloc >> 25);
601fffcda11SJoerg Roedel 	}
602fffcda11SJoerg Roedel }
603fffcda11SJoerg Roedel 
604fffcda11SJoerg Roedel static void gart_resume(void)
605fffcda11SJoerg Roedel {
606fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Resuming GART IOMMU\n");
607fffcda11SJoerg Roedel 
608fffcda11SJoerg Roedel 	gart_fixup_northbridges();
609fffcda11SJoerg Roedel 
610fffcda11SJoerg Roedel 	enable_gart_translations();
611fffcda11SJoerg Roedel }
612fffcda11SJoerg Roedel 
613fffcda11SJoerg Roedel static struct syscore_ops gart_syscore_ops = {
614fffcda11SJoerg Roedel 	.resume		= gart_resume,
615fffcda11SJoerg Roedel 
616fffcda11SJoerg Roedel };
617fffcda11SJoerg Roedel 
618fffcda11SJoerg Roedel /*
619fffcda11SJoerg Roedel  * Private Northbridge GATT initialization in case we cannot use the
620fffcda11SJoerg Roedel  * AGP driver for some reason.
621fffcda11SJoerg Roedel  */
622fffcda11SJoerg Roedel static __init int init_amd_gatt(struct agp_kern_info *info)
623fffcda11SJoerg Roedel {
624fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned aper_size, gatt_size, new_aper_size;
625fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned aper_base, new_aper_base;
626fffcda11SJoerg Roedel 	struct pci_dev *dev;
627fffcda11SJoerg Roedel 	void *gatt;
628fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
629fffcda11SJoerg Roedel 
630fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Disabling AGP.\n");
631fffcda11SJoerg Roedel 
632fffcda11SJoerg Roedel 	aper_size = aper_base = info->aper_size = 0;
633fffcda11SJoerg Roedel 	dev = NULL;
634fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
635fffcda11SJoerg Roedel 		dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
636fffcda11SJoerg Roedel 		new_aper_base = read_aperture(dev, &new_aper_size);
637fffcda11SJoerg Roedel 		if (!new_aper_base)
638fffcda11SJoerg Roedel 			goto nommu;
639fffcda11SJoerg Roedel 
640fffcda11SJoerg Roedel 		if (!aper_base) {
641fffcda11SJoerg Roedel 			aper_size = new_aper_size;
642fffcda11SJoerg Roedel 			aper_base = new_aper_base;
643fffcda11SJoerg Roedel 		}
644fffcda11SJoerg Roedel 		if (aper_size != new_aper_size || aper_base != new_aper_base)
645fffcda11SJoerg Roedel 			goto nommu;
646fffcda11SJoerg Roedel 	}
647fffcda11SJoerg Roedel 	if (!aper_base)
648fffcda11SJoerg Roedel 		goto nommu;
649fffcda11SJoerg Roedel 
650fffcda11SJoerg Roedel 	info->aper_base = aper_base;
651fffcda11SJoerg Roedel 	info->aper_size = aper_size >> 20;
652fffcda11SJoerg Roedel 
653fffcda11SJoerg Roedel 	gatt_size = (aper_size >> PAGE_SHIFT) * sizeof(u32);
654fffcda11SJoerg Roedel 	gatt = (void *)__get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
655fffcda11SJoerg Roedel 					get_order(gatt_size));
656fffcda11SJoerg Roedel 	if (!gatt)
657fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Cannot allocate GATT table");
658fffcda11SJoerg Roedel 	if (set_memory_uc((unsigned long)gatt, gatt_size >> PAGE_SHIFT))
659fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Could not set GART PTEs to uncacheable pages");
660fffcda11SJoerg Roedel 
661fffcda11SJoerg Roedel 	agp_gatt_table = gatt;
662fffcda11SJoerg Roedel 
663fffcda11SJoerg Roedel 	register_syscore_ops(&gart_syscore_ops);
664fffcda11SJoerg Roedel 
665fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
666fffcda11SJoerg Roedel 
667fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: aperture base @ %x size %u KB\n",
668fffcda11SJoerg Roedel 	       aper_base, aper_size>>10);
669fffcda11SJoerg Roedel 
670fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
671fffcda11SJoerg Roedel 
672fffcda11SJoerg Roedel  nommu:
673fffcda11SJoerg Roedel 	/* Should not happen anymore */
674fffcda11SJoerg Roedel 	pr_warning("PCI-DMA: More than 4GB of RAM and no IOMMU\n"
675fffcda11SJoerg Roedel 	       "falling back to iommu=soft.\n");
676fffcda11SJoerg Roedel 	return -1;
677fffcda11SJoerg Roedel }
678fffcda11SJoerg Roedel 
6795299709dSBart Van Assche static const struct dma_map_ops gart_dma_ops = {
680fffcda11SJoerg Roedel 	.map_sg				= gart_map_sg,
681fffcda11SJoerg Roedel 	.unmap_sg			= gart_unmap_sg,
682fffcda11SJoerg Roedel 	.map_page			= gart_map_page,
683fffcda11SJoerg Roedel 	.unmap_page			= gart_unmap_page,
684baa676fcSAndrzej Pietrasiewicz 	.alloc				= gart_alloc_coherent,
685baa676fcSAndrzej Pietrasiewicz 	.free				= gart_free_coherent,
686fec777c3SChristoph Hellwig 	.dma_supported			= dma_direct_supported,
687fffcda11SJoerg Roedel };
688fffcda11SJoerg Roedel 
689fffcda11SJoerg Roedel static void gart_iommu_shutdown(void)
690fffcda11SJoerg Roedel {
691fffcda11SJoerg Roedel 	struct pci_dev *dev;
692fffcda11SJoerg Roedel 	int i;
693fffcda11SJoerg Roedel 
694fffcda11SJoerg Roedel 	/* don't shutdown it if there is AGP installed */
695fffcda11SJoerg Roedel 	if (!no_agp)
696fffcda11SJoerg Roedel 		return;
697fffcda11SJoerg Roedel 
698fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
699fffcda11SJoerg Roedel 		return;
700fffcda11SJoerg Roedel 
701fffcda11SJoerg Roedel 	for (i = 0; i < amd_nb_num(); i++) {
702fffcda11SJoerg Roedel 		u32 ctl;
703fffcda11SJoerg Roedel 
704fffcda11SJoerg Roedel 		dev = node_to_amd_nb(i)->misc;
705fffcda11SJoerg Roedel 		pci_read_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTURECTL, &ctl);
706fffcda11SJoerg Roedel 
707fffcda11SJoerg Roedel 		ctl &= ~GARTEN;
708fffcda11SJoerg Roedel 
709fffcda11SJoerg Roedel 		pci_write_config_dword(dev, AMD64_GARTAPERTURECTL, ctl);
710fffcda11SJoerg Roedel 	}
711fffcda11SJoerg Roedel }
712fffcda11SJoerg Roedel 
713fffcda11SJoerg Roedel int __init gart_iommu_init(void)
714fffcda11SJoerg Roedel {
715fffcda11SJoerg Roedel 	struct agp_kern_info info;
716fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long iommu_start;
717fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long aper_base, aper_size;
718fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long start_pfn, end_pfn;
719fffcda11SJoerg Roedel 	unsigned long scratch;
720fffcda11SJoerg Roedel 
721fffcda11SJoerg Roedel 	if (!amd_nb_has_feature(AMD_NB_GART))
722fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
723fffcda11SJoerg Roedel 
724fffcda11SJoerg Roedel #ifndef CONFIG_AGP_AMD64
725fffcda11SJoerg Roedel 	no_agp = 1;
726fffcda11SJoerg Roedel #else
727fffcda11SJoerg Roedel 	/* Makefile puts PCI initialization via subsys_initcall first. */
728fffcda11SJoerg Roedel 	/* Add other AMD AGP bridge drivers here */
729fffcda11SJoerg Roedel 	no_agp = no_agp ||
730fffcda11SJoerg Roedel 		(agp_amd64_init() < 0) ||
731fffcda11SJoerg Roedel 		(agp_copy_info(agp_bridge, &info) < 0);
732fffcda11SJoerg Roedel #endif
733fffcda11SJoerg Roedel 
734fffcda11SJoerg Roedel 	if (no_iommu ||
735fffcda11SJoerg Roedel 	    (!force_iommu && max_pfn <= MAX_DMA32_PFN) ||
736fffcda11SJoerg Roedel 	    !gart_iommu_aperture ||
737fffcda11SJoerg Roedel 	    (no_agp && init_amd_gatt(&info) < 0)) {
738fffcda11SJoerg Roedel 		if (max_pfn > MAX_DMA32_PFN) {
739fffcda11SJoerg Roedel 			pr_warning("More than 4GB of memory but GART IOMMU not available.\n");
740fffcda11SJoerg Roedel 			pr_warning("falling back to iommu=soft.\n");
741fffcda11SJoerg Roedel 		}
742fffcda11SJoerg Roedel 		return 0;
743fffcda11SJoerg Roedel 	}
744fffcda11SJoerg Roedel 
745fffcda11SJoerg Roedel 	/* need to map that range */
746fffcda11SJoerg Roedel 	aper_size	= info.aper_size << 20;
747fffcda11SJoerg Roedel 	aper_base	= info.aper_base;
748fffcda11SJoerg Roedel 	end_pfn		= (aper_base>>PAGE_SHIFT) + (aper_size>>PAGE_SHIFT);
749fffcda11SJoerg Roedel 
7505101730cSYinghai Lu 	start_pfn = PFN_DOWN(aper_base);
7515101730cSYinghai Lu 	if (!pfn_range_is_mapped(start_pfn, end_pfn))
752fffcda11SJoerg Roedel 		init_memory_mapping(start_pfn<<PAGE_SHIFT, end_pfn<<PAGE_SHIFT);
753fffcda11SJoerg Roedel 
754fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: using GART IOMMU.\n");
755fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_size = check_iommu_size(info.aper_base, aper_size);
756fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_pages = iommu_size >> PAGE_SHIFT;
757fffcda11SJoerg Roedel 
758fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_gart_bitmap = (void *) __get_free_pages(GFP_KERNEL | __GFP_ZERO,
759fffcda11SJoerg Roedel 						      get_order(iommu_pages/8));
760fffcda11SJoerg Roedel 	if (!iommu_gart_bitmap)
761fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Cannot allocate iommu bitmap\n");
762fffcda11SJoerg Roedel 
763fffcda11SJoerg Roedel 	pr_info("PCI-DMA: Reserving %luMB of IOMMU area in the AGP aperture\n",
764fffcda11SJoerg Roedel 	       iommu_size >> 20);
765fffcda11SJoerg Roedel 
766fffcda11SJoerg Roedel 	agp_memory_reserved	= iommu_size;
767fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_start		= aper_size - iommu_size;
768fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_bus_base		= info.aper_base + iommu_start;
769fffcda11SJoerg Roedel 	iommu_gatt_base		= agp_gatt_table + (iommu_start>>PAGE_SHIFT);
770fffcda11SJoerg Roedel 
771fffcda11SJoerg Roedel 	/*
772fffcda11SJoerg Roedel 	 * Unmap the IOMMU part of the GART. The alias of the page is
773fffcda11SJoerg Roedel 	 * always mapped with cache enabled and there is no full cache
774fffcda11SJoerg Roedel 	 * coherency across the GART remapping. The unmapping avoids
775fffcda11SJoerg Roedel 	 * automatic prefetches from the CPU allocating cache lines in
776fffcda11SJoerg Roedel 	 * there. All CPU accesses are done via the direct mapping to
777fffcda11SJoerg Roedel 	 * the backing memory. The GART address is only used by PCI
778fffcda11SJoerg Roedel 	 * devices.
779fffcda11SJoerg Roedel 	 */
780fffcda11SJoerg Roedel 	set_memory_np((unsigned long)__va(iommu_bus_base),
781fffcda11SJoerg Roedel 				iommu_size >> PAGE_SHIFT);
782fffcda11SJoerg Roedel 	/*
783fffcda11SJoerg Roedel 	 * Tricky. The GART table remaps the physical memory range,
784fffcda11SJoerg Roedel 	 * so the CPU wont notice potential aliases and if the memory
785fffcda11SJoerg Roedel 	 * is remapped to UC later on, we might surprise the PCI devices
786fffcda11SJoerg Roedel 	 * with a stray writeout of a cacheline. So play it sure and
787fffcda11SJoerg Roedel 	 * do an explicit, full-scale wbinvd() _after_ having marked all
788fffcda11SJoerg Roedel 	 * the pages as Not-Present:
789fffcda11SJoerg Roedel 	 */
790fffcda11SJoerg Roedel 	wbinvd();
791fffcda11SJoerg Roedel 
792fffcda11SJoerg Roedel 	/*
793fffcda11SJoerg Roedel 	 * Now all caches are flushed and we can safely enable
794fffcda11SJoerg Roedel 	 * GART hardware.  Doing it early leaves the possibility
795fffcda11SJoerg Roedel 	 * of stale cache entries that can lead to GART PTE
796fffcda11SJoerg Roedel 	 * errors.
797fffcda11SJoerg Roedel 	 */
798fffcda11SJoerg Roedel 	enable_gart_translations();
799fffcda11SJoerg Roedel 
800fffcda11SJoerg Roedel 	/*
801fffcda11SJoerg Roedel 	 * Try to workaround a bug (thanks to BenH):
802fffcda11SJoerg Roedel 	 * Set unmapped entries to a scratch page instead of 0.
803fffcda11SJoerg Roedel 	 * Any prefetches that hit unmapped entries won't get an bus abort
804fffcda11SJoerg Roedel 	 * then. (P2P bridge may be prefetching on DMA reads).
805fffcda11SJoerg Roedel 	 */
806fffcda11SJoerg Roedel 	scratch = get_zeroed_page(GFP_KERNEL);
807fffcda11SJoerg Roedel 	if (!scratch)
808fffcda11SJoerg Roedel 		panic("Cannot allocate iommu scratch page");
809fffcda11SJoerg Roedel 	gart_unmapped_entry = GPTE_ENCODE(__pa(scratch));
810fffcda11SJoerg Roedel 
811fffcda11SJoerg Roedel 	flush_gart();
812fffcda11SJoerg Roedel 	dma_ops = &gart_dma_ops;
813fffcda11SJoerg Roedel 	x86_platform.iommu_shutdown = gart_iommu_shutdown;
814fffcda11SJoerg Roedel 	swiotlb = 0;
815fffcda11SJoerg Roedel 
816fffcda11SJoerg Roedel 	return 0;
817fffcda11SJoerg Roedel }
818fffcda11SJoerg Roedel 
819fffcda11SJoerg Roedel void __init gart_parse_options(char *p)
820fffcda11SJoerg Roedel {
821fffcda11SJoerg Roedel 	int arg;
822fffcda11SJoerg Roedel 
823fffcda11SJoerg Roedel 	if (isdigit(*p) && get_option(&p, &arg))
824fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_size = arg;
825fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "fullflush", 9))
826fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_fullflush = 1;
827fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "nofullflush", 11))
828fffcda11SJoerg Roedel 		iommu_fullflush = 0;
829fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "noagp", 5))
830fffcda11SJoerg Roedel 		no_agp = 1;
831fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "noaperture", 10))
832fffcda11SJoerg Roedel 		fix_aperture = 0;
833fffcda11SJoerg Roedel 	/* duplicated from pci-dma.c */
834fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "force", 5))
835fffcda11SJoerg Roedel 		gart_iommu_aperture_allowed = 1;
836fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "allowed", 7))
837fffcda11SJoerg Roedel 		gart_iommu_aperture_allowed = 1;
838fffcda11SJoerg Roedel 	if (!strncmp(p, "memaper", 7)) {
839fffcda11SJoerg Roedel 		fallback_aper_force = 1;
840fffcda11SJoerg Roedel 		p += 7;
841fffcda11SJoerg Roedel 		if (*p == '=') {
842fffcda11SJoerg Roedel 			++p;
843fffcda11SJoerg Roedel 			if (get_option(&p, &arg))
844fffcda11SJoerg Roedel 				fallback_aper_order = arg;
845fffcda11SJoerg Roedel 		}
846fffcda11SJoerg Roedel 	}
847fffcda11SJoerg Roedel }
848fffcda11SJoerg Roedel IOMMU_INIT_POST(gart_iommu_hole_init);
849