sys/amd64/vmm/amd/amdvi_hw.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2016, Anish Gupta (anish@freebsd.org)
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice unmodified, this list of conditions, and the following
  12  *    disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  *
  17  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR
  18  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES
  19  * OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.
  20  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  21  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
  22  * NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  23  * DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  24  * THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  25  * (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF
  26  * THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/bus.h>
  35 #include <sys/kernel.h>
  36 #include <sys/module.h>
  37 #include <sys/malloc.h>
  38 #include <sys/pcpu.h>
  39 #include <sys/rman.h>
  40 #include <sys/smp.h>
  41 #include <sys/sysctl.h>
  42
  43 #include <vm/vm.h>
  44 #include <vm/pmap.h>
  45
  46 #include <dev/pci/pcivar.h>
  47 #include <dev/pci/pcireg.h>
  48
  49 #include <machine/resource.h>
  50 #include <machine/vmm.h>
  51 #include <machine/pmap.h>
  52 #include <machine/vmparam.h>
  53 #include <machine/pci_cfgreg.h>
  54
  55 #include "pcib_if.h"
  56
  57 #include "io/iommu.h"
  58 #include "amdvi_priv.h"
  59
  60 SYSCTL_DECL(_hw_vmm);
  61 SYSCTL_NODE(_hw_vmm, OID_AUTO, amdvi, CTLFLAG_RW | CTLFLAG_MPSAFE, NULL,
  62     NULL);
  63
  64 #define MOD_INC(a, s, m) (((a) + (s)) % ((m) * (s)))
  65 #define MOD_DEC(a, s, m) (((a) - (s)) % ((m) * (s)))
  66
  67 /* Print RID or device ID in PCI string format. */
  68 #define RID2PCI_STR(d) PCI_RID2BUS(d), PCI_RID2SLOT(d), PCI_RID2FUNC(d)
  69
  70 static void amdvi_dump_cmds(struct amdvi_softc *softc, int count);
  71 static void amdvi_print_dev_cap(struct amdvi_softc *softc);
  72
  73 MALLOC_DEFINE(M_AMDVI, "amdvi", "amdvi");
  74
  75 extern device_t *ivhd_devs;
  76
  77 extern int ivhd_count;
  78 SYSCTL_INT(_hw_vmm_amdvi, OID_AUTO, count, CTLFLAG_RDTUN, &ivhd_count,
  79     0, NULL);
  80
  81 static int amdvi_enable_user = 0;
  82 SYSCTL_INT(_hw_vmm_amdvi, OID_AUTO, enable, CTLFLAG_RDTUN,
  83     &amdvi_enable_user, 0, NULL);
  84 TUNABLE_INT("hw.vmm.amdvi_enable", &amdvi_enable_user);
  85
  86 #ifdef AMDVI_ATS_ENABLE
  87 /* XXX: ATS is not tested. */
  88 static int amdvi_enable_iotlb = 1;
  89 SYSCTL_INT(_hw_vmm_amdvi, OID_AUTO, iotlb_enabled, CTLFLAG_RDTUN,
  90     &amdvi_enable_iotlb, 0, NULL);
  91 TUNABLE_INT("hw.vmm.enable_iotlb", &amdvi_enable_iotlb);
  92 #endif
  93
  94 static int amdvi_host_ptp = 1;  /* Use page tables for host. */
  95 SYSCTL_INT(_hw_vmm_amdvi, OID_AUTO, host_ptp, CTLFLAG_RDTUN,
  96     &amdvi_host_ptp, 0, NULL);
  97 TUNABLE_INT("hw.vmm.amdvi.host_ptp", &amdvi_host_ptp);
  98
  99 /* Page table level used <= supported by h/w[v1=7]. */
 100 int amdvi_ptp_level = 4;
 101 SYSCTL_INT(_hw_vmm_amdvi, OID_AUTO, ptp_level, CTLFLAG_RDTUN,
 102     &amdvi_ptp_level, 0, NULL);
 103 TUNABLE_INT("hw.vmm.amdvi.ptp_level", &amdvi_ptp_level);
 104
 105 /* Disable fault event reporting. */
 106 static int amdvi_disable_io_fault = 0;
 107 SYSCTL_INT(_hw_vmm_amdvi, OID_AUTO, disable_io_fault, CTLFLAG_RDTUN,
 108     &amdvi_disable_io_fault, 0, NULL);
 109 TUNABLE_INT("hw.vmm.amdvi.disable_io_fault", &amdvi_disable_io_fault);
 110
 111 static uint32_t amdvi_dom_id = 0;       /* 0 is reserved for host. */
 112 SYSCTL_UINT(_hw_vmm_amdvi, OID_AUTO, domain_id, CTLFLAG_RD,
 113     &amdvi_dom_id, 0, NULL);
 114 /*
 115  * Device table entry.
 116  * Bus(256) x Dev(32) x Fun(8) x DTE(256 bits or 32 bytes).
 117  *      = 256 * 2 * PAGE_SIZE.
 118  */
 119 static struct amdvi_dte amdvi_dte[PCI_NUM_DEV_MAX] __aligned(PAGE_SIZE);
 120 CTASSERT(PCI_NUM_DEV_MAX == 0x10000);
 121 CTASSERT(sizeof(amdvi_dte) == 0x200000);
 122
 123 static SLIST_HEAD (, amdvi_domain) dom_head;
 124
 125 static inline uint32_t
 126 amdvi_pci_read(struct amdvi_softc *softc, int off)
 127 {
 128
 129         return (pci_cfgregread(PCI_RID2BUS(softc->pci_rid),
 130             PCI_RID2SLOT(softc->pci_rid), PCI_RID2FUNC(softc->pci_rid),
 131             off, 4));
 132 }
 133
 134 #ifdef AMDVI_ATS_ENABLE
 135 /* XXX: Should be in pci.c */
 136 /*
 137  * Check if device has ATS capability and its enabled.
 138  * If ATS is absent or disabled, return (-1), otherwise ATS
 139  * queue length.
 140  */
 141 static int
 142 amdvi_find_ats_qlen(uint16_t devid)
 143 {
 144         device_t dev;
 145         uint32_t off, cap;
 146         int qlen = -1;
 147
 148         dev = pci_find_bsf(PCI_RID2BUS(devid), PCI_RID2SLOT(devid),
 149                            PCI_RID2FUNC(devid));
 150
 151         if (!dev) {
 152                 return (-1);
 153         }
 154 #define PCIM_ATS_EN     BIT(31)
 155
 156         if (pci_find_extcap(dev, PCIZ_ATS, &off) == 0) {
 157                 cap = pci_read_config(dev, off + 4, 4);
 158                 qlen = (cap & 0x1F);
 159                 qlen = qlen ? qlen : 32;
 160                 printf("AMD-Vi: PCI device %d.%d.%d ATS %s qlen=%d\n",
 161                        RID2PCI_STR(devid),
 162                        (cap & PCIM_ATS_EN) ? "enabled" : "Disabled",
 163                        qlen);
 164                 qlen = (cap & PCIM_ATS_EN) ? qlen : -1;
 165         }
 166
 167         return (qlen);
 168 }
 169
 170 /*
 171  * Check if an endpoint device support device IOTLB or ATS.
 172  */
 173 static inline bool
 174 amdvi_dev_support_iotlb(struct amdvi_softc *softc, uint16_t devid)
 175 {
 176         struct ivhd_dev_cfg *cfg;
 177         int qlen, i;
 178         bool pci_ats, ivhd_ats;
 179
 180         qlen = amdvi_find_ats_qlen(devid);
 181         if (qlen < 0)
 182                 return (false);
 183
 184         KASSERT(softc, ("softc is NULL"));
 185         cfg = softc->dev_cfg;
 186
 187         ivhd_ats = false;
 188         for (i = 0; i < softc->dev_cfg_cnt; i++) {
 189                 if ((cfg->start_id <= devid) && (cfg->end_id >= devid)) {
 190                         ivhd_ats = cfg->enable_ats;
 191                         break;
 192                 }
 193                 cfg++;
 194         }
 195
 196         pci_ats = (qlen < 0) ? false : true;
 197         if (pci_ats != ivhd_ats)
 198                 device_printf(softc->dev,
 199                     "BIOS bug: mismatch in ATS setting for %d.%d.%d,"
 200                     "ATS inv qlen = %d\n", RID2PCI_STR(devid), qlen);
 201
 202         /* Ignore IVRS setting and respect PCI setting. */
 203         return (pci_ats);
 204 }
 205 #endif
 206
 207 /* Enable IOTLB support for IOMMU if its supported. */
 208 static inline void
 209 amdvi_hw_enable_iotlb(struct amdvi_softc *softc)
 210 {
 211 #ifndef AMDVI_ATS_ENABLE
 212         softc->iotlb = false;
 213 #else
 214         bool supported;
 215
 216         supported = (softc->ivhd_flag & IVHD_FLAG_IOTLB) ? true : false;
 217
 218         if (softc->pci_cap & AMDVI_PCI_CAP_IOTLB) {
 219                 if (!supported)
 220                         device_printf(softc->dev, "IOTLB disabled by BIOS.\n");
 221
 222                 if (supported && !amdvi_enable_iotlb) {
 223                         device_printf(softc->dev, "IOTLB disabled by user.\n");
 224                         supported = false;
 225                 }
 226         } else
 227                 supported = false;
 228
 229         softc->iotlb = supported;
 230
 231 #endif
 232 }
 233
 234 static int
 235 amdvi_init_cmd(struct amdvi_softc *softc)
 236 {
 237         struct amdvi_ctrl *ctrl = softc->ctrl;
 238
 239         ctrl->cmd.len = 8;      /* Use 256 command buffer entries. */
 240         softc->cmd_max = 1 << ctrl->cmd.len;
 241
 242         softc->cmd = malloc(sizeof(struct amdvi_cmd) *
 243             softc->cmd_max, M_AMDVI, M_WAITOK | M_ZERO);
 244
 245         if ((uintptr_t)softc->cmd & PAGE_MASK)
 246                 panic("AMDVi: Command buffer not aligned on page boundary.");
 247
 248         ctrl->cmd.base = vtophys(softc->cmd) / PAGE_SIZE;
 249         /*
 250          * XXX: Reset the h/w pointers in case IOMMU is restarting,
 251          * h/w doesn't clear these pointers based on empirical data.
 252          */
 253         ctrl->cmd_tail = 0;
 254         ctrl->cmd_head = 0;
 255
 256         return (0);
 257 }
 258
 259 /*
 260  * Note: Update tail pointer after we have written the command since tail
 261  * pointer update cause h/w to execute new commands, see section 3.3
 262  * of AMD IOMMU spec ver 2.0.
 263  */
 264 /* Get the command tail pointer w/o updating it. */
 265 static struct amdvi_cmd *
 266 amdvi_get_cmd_tail(struct amdvi_softc *softc)
 267 {
 268         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 269         struct amdvi_cmd *tail;
 270
 271         KASSERT(softc, ("softc is NULL"));
 272         KASSERT(softc->cmd != NULL, ("cmd is NULL"));
 273
 274         ctrl = softc->ctrl;
 275         KASSERT(ctrl != NULL, ("ctrl is NULL"));
 276
 277         tail = (struct amdvi_cmd *)((uint8_t *)softc->cmd +
 278             ctrl->cmd_tail);
 279
 280         return (tail);
 281 }
 282
 283 /*
 284  * Update the command tail pointer which will start command execution.
 285  */
 286 static void
 287 amdvi_update_cmd_tail(struct amdvi_softc *softc)
 288 {
 289         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 290         int size;
 291
 292         size = sizeof(struct amdvi_cmd);
 293         KASSERT(softc->cmd != NULL, ("cmd is NULL"));
 294
 295         ctrl = softc->ctrl;
 296         KASSERT(ctrl != NULL, ("ctrl is NULL"));
 297
 298         ctrl->cmd_tail = MOD_INC(ctrl->cmd_tail, size, softc->cmd_max);
 299         softc->total_cmd++;
 300
 301 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
 302         device_printf(softc->dev, "cmd_tail: %s Tail:0x%x, Head:0x%x.\n",
 303             ctrl->cmd_tail,
 304             ctrl->cmd_head);
 305 #endif
 306
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Various commands supported by IOMMU.
 311  */
 312
 313 /* Completion wait command. */
 314 static void
 315 amdvi_cmd_cmp(struct amdvi_softc *softc, const uint64_t data)
 316 {
 317         struct amdvi_cmd *cmd;
 318         uint64_t pa;
 319
 320         cmd = amdvi_get_cmd_tail(softc);
 321         KASSERT(cmd != NULL, ("Cmd is NULL"));
 322
 323         pa = vtophys(&softc->cmp_data);
 324         cmd->opcode = AMDVI_CMP_WAIT_OPCODE;
 325         cmd->word0 = (pa & 0xFFFFFFF8) | AMDVI_CMP_WAIT_STORE;
 326         cmd->word1 = (pa >> 32) & 0xFFFFF;
 327         cmd->addr = data;
 328
 329         amdvi_update_cmd_tail(softc);
 330 }
 331
 332 /* Invalidate device table entry. */
 333 static void
 334 amdvi_cmd_inv_dte(struct amdvi_softc *softc, uint16_t devid)
 335 {
 336         struct amdvi_cmd *cmd;
 337
 338         cmd = amdvi_get_cmd_tail(softc);
 339         KASSERT(cmd != NULL, ("Cmd is NULL"));
 340         cmd->opcode = AMDVI_INVD_DTE_OPCODE;
 341         cmd->word0 = devid;
 342         amdvi_update_cmd_tail(softc);
 343 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
 344         device_printf(softc->dev, "Invalidated DTE:0x%x\n", devid);
 345 #endif
 346 }
 347
 348 /* Invalidate IOMMU page, use for invalidation of domain. */
 349 static void
 350 amdvi_cmd_inv_iommu_pages(struct amdvi_softc *softc, uint16_t domain_id,
 351                           uint64_t addr, bool guest_nested,
 352                           bool pde, bool page)
 353 {
 354         struct amdvi_cmd *cmd;
 355
 356         cmd = amdvi_get_cmd_tail(softc);
 357         KASSERT(cmd != NULL, ("Cmd is NULL"));
 358
 359         cmd->opcode = AMDVI_INVD_PAGE_OPCODE;
 360         cmd->word1 = domain_id;
 361         /*
 362          * Invalidate all addresses for this domain.
 363          */
 364         cmd->addr = addr;
 365         cmd->addr |= pde ? AMDVI_INVD_PAGE_PDE : 0;
 366         cmd->addr |= page ? AMDVI_INVD_PAGE_S : 0;
 367
 368         amdvi_update_cmd_tail(softc);
 369 }
 370
 371 #ifdef AMDVI_ATS_ENABLE
 372 /* Invalidate device IOTLB. */
 373 static void
 374 amdvi_cmd_inv_iotlb(struct amdvi_softc *softc, uint16_t devid)
 375 {
 376         struct amdvi_cmd *cmd;
 377         int qlen;
 378
 379         if (!softc->iotlb)
 380                 return;
 381
 382         qlen = amdvi_find_ats_qlen(devid);
 383         if (qlen < 0) {
 384                 panic("AMDVI: Invalid ATS qlen(%d) for device %d.%d.%d\n",
 385                       qlen, RID2PCI_STR(devid));
 386         }
 387         cmd = amdvi_get_cmd_tail(softc);
 388         KASSERT(cmd != NULL, ("Cmd is NULL"));
 389
 390 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
 391         device_printf(softc->dev, "Invalidate IOTLB devID 0x%x"
 392                       " Qlen:%d\n", devid, qlen);
 393 #endif
 394         cmd->opcode = AMDVI_INVD_IOTLB_OPCODE;
 395         cmd->word0 = devid;
 396         cmd->word1 = qlen;
 397         cmd->addr = AMDVI_INVD_IOTLB_ALL_ADDR |
 398                 AMDVI_INVD_IOTLB_S;
 399         amdvi_update_cmd_tail(softc);
 400 }
 401 #endif
 402
 403 #ifdef notyet                           /* For Interrupt Remap. */
 404 static void
 405 amdvi_cmd_inv_intr_map(struct amdvi_softc *softc,
 406                        uint16_t devid)
 407 {
 408         struct amdvi_cmd *cmd;
 409
 410         cmd = amdvi_get_cmd_tail(softc);
 411         KASSERT(cmd != NULL, ("Cmd is NULL"));
 412         cmd->opcode = AMDVI_INVD_INTR_OPCODE;
 413         cmd->word0 = devid;
 414         amdvi_update_cmd_tail(softc);
 415 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
 416         device_printf(softc->dev, "Invalidate INTR map of devID 0x%x\n", devid);
 417 #endif
 418 }
 419 #endif
 420
 421 /* Invalidate domain using INVALIDATE_IOMMU_PAGES command. */
 422 static void
 423 amdvi_inv_domain(struct amdvi_softc *softc, uint16_t domain_id)
 424 {
 425         struct amdvi_cmd *cmd;
 426
 427         cmd = amdvi_get_cmd_tail(softc);
 428         KASSERT(cmd != NULL, ("Cmd is NULL"));
 429
 430         /*
 431          * See section 3.3.3 of IOMMU spec rev 2.0, software note
 432          * for invalidating domain.
 433          */
 434         amdvi_cmd_inv_iommu_pages(softc, domain_id, AMDVI_INVD_PAGE_ALL_ADDR,
 435                                 false, true, true);
 436
 437 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
 438         device_printf(softc->dev, "Invalidate domain:0x%x\n", domain_id);
 439
 440 #endif
 441 }
 442
 443 static  bool
 444 amdvi_cmp_wait(struct amdvi_softc *softc)
 445 {
 446         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 447         const uint64_t VERIFY = 0xA5A5;
 448         volatile uint64_t *read;
 449         int i;
 450         bool status;
 451
 452         ctrl = softc->ctrl;
 453         read = &softc->cmp_data;
 454         *read = 0;
 455         amdvi_cmd_cmp(softc, VERIFY);
 456         /* Wait for h/w to update completion data. */
 457         for (i = 0; i < 100 && (*read != VERIFY); i++) {
 458                 DELAY(1000);            /* 1 ms */
 459         }
 460         status = (VERIFY == softc->cmp_data) ? true : false;
 461
 462 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
 463         if (status)
 464                 device_printf(softc->dev, "CMD completion DONE Tail:0x%x, "
 465                               "Head:0x%x, loop:%d.\n", ctrl->cmd_tail,
 466                               ctrl->cmd_head, loop);
 467 #endif
 468         return (status);
 469 }
 470
 471 static void
 472 amdvi_wait(struct amdvi_softc *softc)
 473 {
 474         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 475         int i;
 476
 477         KASSERT(softc, ("softc is NULL"));
 478
 479         ctrl = softc->ctrl;
 480         KASSERT(ctrl != NULL, ("ctrl is NULL"));
 481         /* Don't wait if h/w is not enabled. */
 482         if ((ctrl->control & AMDVI_CTRL_EN) == 0)
 483                 return;
 484
 485         for (i = 0; i < 10; i++) {
 486                 if (amdvi_cmp_wait(softc))
 487                         return;
 488         }
 489
 490         device_printf(softc->dev, "Error: completion failed"
 491                       " tail:0x%x, head:0x%x.\n",
 492                       ctrl->cmd_tail, ctrl->cmd_head);
 493         /* Dump the last command. */
 494         amdvi_dump_cmds(softc, 1);
 495 }
 496
 497 static void
 498 amdvi_dump_cmds(struct amdvi_softc *softc, int count)
 499 {
 500         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 501         struct amdvi_cmd *cmd;
 502         int off, i;
 503
 504         ctrl = softc->ctrl;
 505         device_printf(softc->dev, "Dump last %d command(s):\n", count);
 506         /*
 507          * If h/w is stuck in completion, it is the previous command,
 508          * start dumping from previous command onward.
 509          */
 510         off = MOD_DEC(ctrl->cmd_head, sizeof(struct amdvi_cmd),
 511             softc->cmd_max);
 512         for (i = 0; off != ctrl->cmd_tail && i < count; i++) {
 513                 cmd = (struct amdvi_cmd *)((uint8_t *)softc->cmd + off);
 514                 printf("  [CMD%d, off:0x%x] opcode= 0x%x 0x%x"
 515                     " 0x%x 0x%lx\n", i, off, cmd->opcode,
 516                     cmd->word0, cmd->word1, cmd->addr);
 517                 off = (off + sizeof(struct amdvi_cmd)) %
 518                     (softc->cmd_max * sizeof(struct amdvi_cmd));
 519         }
 520 }
 521
 522 static int
 523 amdvi_init_event(struct amdvi_softc *softc)
 524 {
 525         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 526
 527         ctrl = softc->ctrl;
 528         ctrl->event.len = 8;
 529         softc->event_max = 1 << ctrl->event.len;
 530         softc->event = malloc(sizeof(struct amdvi_event) *
 531             softc->event_max, M_AMDVI, M_WAITOK | M_ZERO);
 532         if ((uintptr_t)softc->event & PAGE_MASK) {
 533                 device_printf(softc->dev, "Event buffer not aligned on page.");
 534                 return (false);
 535         }
 536         ctrl->event.base = vtophys(softc->event) / PAGE_SIZE;
 537
 538         /* Reset the pointers. */
 539         ctrl->evt_head = 0;
 540         ctrl->evt_tail = 0;
 541
 542         return (0);
 543 }
 544
 545 static inline void
 546 amdvi_decode_evt_flag(uint16_t flag)
 547 {
 548
 549         flag &= AMDVI_EVENT_FLAG_MASK;
 550         printf(" 0x%b]\n", flag,
 551                 "\020"
 552                 "\001GN"
 553                 "\002NX"
 554                 "\003US"
 555                 "\004I"
 556                 "\005PR"
 557                 "\006RW"
 558                 "\007PE"
 559                 "\010RZ"
 560                 "\011TR"
 561                 );
 562 }
 563
 564 /* See section 2.5.4 of AMD IOMMU spec ver 2.62.*/
 565 static inline void
 566 amdvi_decode_evt_flag_type(uint8_t type)
 567 {
 568
 569         switch (AMDVI_EVENT_FLAG_TYPE(type)) {
 570         case 0:
 571                 printf("RSVD\n");
 572                 break;
 573         case 1:
 574                 printf("Master Abort\n");
 575                 break;
 576         case 2:
 577                 printf("Target Abort\n");
 578                 break;
 579         case 3:
 580                 printf("Data Err\n");
 581                 break;
 582         default:
 583                 break;
 584         }
 585 }
 586
 587 static void
 588 amdvi_decode_inv_dte_evt(uint16_t devid, uint16_t domid, uint64_t addr,
 589     uint16_t flag)
 590 {
 591
 592         printf("\t[IO_PAGE_FAULT EVT: devId:0x%x DomId:0x%x"
 593             " Addr:0x%lx",
 594             devid, domid, addr);
 595         amdvi_decode_evt_flag(flag);
 596 }
 597
 598 static void
 599 amdvi_decode_pf_evt(uint16_t devid, uint16_t domid, uint64_t addr,
 600     uint16_t flag)
 601 {
 602
 603         printf("\t[IO_PAGE_FAULT EVT: devId:0x%x DomId:0x%x"
 604             " Addr:0x%lx",
 605             devid, domid, addr);
 606         amdvi_decode_evt_flag(flag);
 607 }
 608
 609 static void
 610 amdvi_decode_dte_hwerr_evt(uint16_t devid, uint16_t domid,
 611     uint64_t addr, uint16_t flag)
 612 {
 613
 614         printf("\t[DEV_TAB_HW_ERR EVT: devId:0x%x DomId:0x%x"
 615             " Addr:0x%lx", devid, domid, addr);
 616         amdvi_decode_evt_flag(flag);
 617         amdvi_decode_evt_flag_type(flag);
 618 }
 619
 620 static void
 621 amdvi_decode_page_hwerr_evt(uint16_t devid, uint16_t domid, uint64_t addr,
 622     uint16_t flag)
 623 {
 624
 625         printf("\t[PAGE_TAB_HW_ERR EVT: devId:0x%x DomId:0x%x"
 626             " Addr:0x%lx", devid, domid, addr);
 627         amdvi_decode_evt_flag(flag);
 628         amdvi_decode_evt_flag_type(AMDVI_EVENT_FLAG_TYPE(flag));
 629 }
 630
 631 static void
 632 amdvi_decode_evt(struct amdvi_event *evt)
 633 {
 634         struct amdvi_cmd *cmd;
 635
 636         switch (evt->opcode) {
 637         case AMDVI_EVENT_INVALID_DTE:
 638                 amdvi_decode_inv_dte_evt(evt->devid, evt->pasid_domid,
 639                     evt->addr, evt->flag);
 640                 break;
 641
 642         case AMDVI_EVENT_PFAULT:
 643                 amdvi_decode_pf_evt(evt->devid, evt->pasid_domid,
 644                     evt->addr, evt->flag);
 645                 break;
 646
 647         case AMDVI_EVENT_DTE_HW_ERROR:
 648                 amdvi_decode_dte_hwerr_evt(evt->devid, evt->pasid_domid,
 649                     evt->addr, evt->flag);
 650                 break;
 651
 652         case AMDVI_EVENT_PAGE_HW_ERROR:
 653                 amdvi_decode_page_hwerr_evt(evt->devid, evt->pasid_domid,
 654                     evt->addr, evt->flag);
 655                 break;
 656
 657         case AMDVI_EVENT_ILLEGAL_CMD:
 658                 /* FALL THROUGH */
 659         case AMDVI_EVENT_CMD_HW_ERROR:
 660                 printf("\t[%s EVT]\n", (evt->opcode == AMDVI_EVENT_ILLEGAL_CMD) ?
 661                     "ILLEGAL CMD" : "CMD HW ERR");
 662                 cmd = (struct amdvi_cmd *)PHYS_TO_DMAP(evt->addr);
 663                 printf("\tCMD opcode= 0x%x 0x%x 0x%x 0x%lx\n",
 664                     cmd->opcode, cmd->word0, cmd->word1, cmd->addr);
 665                 break;
 666
 667         case AMDVI_EVENT_IOTLB_TIMEOUT:
 668                 printf("\t[IOTLB_INV_TIMEOUT devid:0x%x addr:0x%lx]\n",
 669                     evt->devid, evt->addr);
 670                 break;
 671
 672         case AMDVI_EVENT_INVALID_DTE_REQ:
 673                 printf("\t[INV_DTE devid:0x%x addr:0x%lx type:0x%x tr:%d]\n",
 674                     evt->devid, evt->addr, evt->flag >> 9,
 675                     (evt->flag >> 8) & 1);
 676                 break;
 677
 678         case AMDVI_EVENT_INVALID_PPR_REQ:
 679         case AMDVI_EVENT_COUNTER_ZERO:
 680                 printf("AMD-Vi: v2 events.\n");
 681                 break;
 682
 683         default:
 684                 printf("Unsupported AMD-Vi event:%d\n", evt->opcode);
 685         }
 686 }
 687
 688 static void
 689 amdvi_print_events(struct amdvi_softc *softc)
 690 {
 691         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 692         struct amdvi_event *event;
 693         int i, size;
 694
 695         ctrl = softc->ctrl;
 696         size = sizeof(struct amdvi_event);
 697         for (i = 0; i < softc->event_max; i++) {
 698                 event = &softc->event[ctrl->evt_head / size];
 699                 if (!event->opcode)
 700                         break;
 701                 device_printf(softc->dev, "\t[Event%d: Head:0x%x Tail:0x%x]\n",
 702                     i, ctrl->evt_head, ctrl->evt_tail);
 703                 amdvi_decode_evt(event);
 704                 ctrl->evt_head = MOD_INC(ctrl->evt_head, size,
 705                     softc->event_max);
 706         }
 707 }
 708
 709 static int
 710 amdvi_init_dte(struct amdvi_softc *softc)
 711 {
 712         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 713
 714         ctrl = softc->ctrl;
 715         ctrl->dte.base = vtophys(amdvi_dte) / PAGE_SIZE;
 716         ctrl->dte.size = 0x1FF;         /* 2MB device table. */
 717
 718         return (0);
 719 }
 720
 721 /*
 722  * Not all capabilities of IOMMU are available in ACPI IVHD flag
 723  * or EFR entry, read directly from device.
 724  */
 725 static int
 726 amdvi_print_pci_cap(device_t dev)
 727 {
 728         struct amdvi_softc *softc;
 729         uint32_t off, cap;
 730
 731         softc = device_get_softc(dev);
 732         off = softc->cap_off;
 733
 734         /*
 735          * Section 3.7.1 of IOMMU sepc rev 2.0.
 736          * Read capability from device.
 737          */
 738         cap = amdvi_pci_read(softc, off);
 739
 740         /* Make sure capability type[18:16] is 3. */
 741         KASSERT((((cap >> 16) & 0x7) == 0x3),
 742             ("Not a IOMMU capability 0x%x@0x%x", cap, off));
 743
 744         softc->pci_cap = cap >> 24;
 745         device_printf(softc->dev, "PCI cap 0x%x@0x%x feature:%b\n",
 746             cap, off, softc->pci_cap,
 747             "\20\1IOTLB\2HT\3NPCache\4EFR\5CapExt");
 748
 749         return (0);
 750 }
 751
 752 static void
 753 amdvi_event_intr(void *arg)
 754 {
 755         struct amdvi_softc *softc;
 756         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 757
 758         softc = (struct amdvi_softc *)arg;
 759         ctrl = softc->ctrl;
 760         device_printf(softc->dev, "EVT INTR %ld Status:0x%x"
 761             " EVT Head:0x%x Tail:0x%x]\n", softc->event_intr_cnt++,
 762             ctrl->status, ctrl->evt_head, ctrl->evt_tail);
 763         printf("  [CMD Total 0x%lx] Tail:0x%x, Head:0x%x.\n",
 764             softc->total_cmd, ctrl->cmd_tail, ctrl->cmd_head);
 765
 766         amdvi_print_events(softc);
 767         ctrl->status &= AMDVI_STATUS_EV_OF | AMDVI_STATUS_EV_INTR;
 768 }
 769
 770 static void
 771 amdvi_free_evt_intr_res(device_t dev)
 772 {
 773
 774         struct amdvi_softc *softc;
 775
 776         softc = device_get_softc(dev);
 777         if (softc->event_tag != NULL) {
 778                 bus_teardown_intr(dev, softc->event_res, softc->event_tag);
 779         }
 780         if (softc->event_res != NULL) {
 781                 bus_release_resource(dev, SYS_RES_IRQ, softc->event_rid,
 782                     softc->event_res);
 783         }
 784         bus_delete_resource(dev, SYS_RES_IRQ, softc->event_rid);
 785         PCIB_RELEASE_MSI(device_get_parent(device_get_parent(dev)),
 786             dev, 1, &softc->event_irq);
 787 }
 788
 789 static bool
 790 amdvi_alloc_intr_resources(struct amdvi_softc *softc)
 791 {
 792         struct amdvi_ctrl *ctrl;
 793         device_t dev, pcib;
 794         device_t mmio_dev;
 795         uint64_t msi_addr;
 796         uint32_t msi_data;
 797         int err;
 798
 799         dev = softc->dev;
 800         pcib = device_get_parent(device_get_parent(dev));
 801         mmio_dev = pci_find_bsf(PCI_RID2BUS(softc->pci_rid),
 802             PCI_RID2SLOT(softc->pci_rid), PCI_RID2FUNC(softc->pci_rid));
 803         if (device_is_attached(mmio_dev)) {
 804                 device_printf(dev,
 805                     "warning: IOMMU device is claimed by another driver %s\n",
 806                     device_get_driver(mmio_dev)->name);
 807         }
 808
 809         softc->event_irq = -1;
 810         softc->event_rid = 0;
 811
 812         /*
 813          * Section 3.7.1 of IOMMU rev 2.0. With MSI, there is only one
 814          * interrupt. XXX: Enable MSI/X support.
 815          */
 816         err = PCIB_ALLOC_MSI(pcib, dev, 1, 1, &softc->event_irq);
 817         if (err) {
 818                 device_printf(dev,
 819                     "Couldn't find event MSI IRQ resource.\n");
 820                 return (ENOENT);
 821         }
 822
 823         err = bus_set_resource(dev, SYS_RES_IRQ, softc->event_rid,
 824             softc->event_irq, 1);
 825         if (err) {
 826                 device_printf(dev, "Couldn't set event MSI resource.\n");
 827                 return (ENXIO);
 828         }
 829
 830         softc->event_res = bus_alloc_resource_any(dev, SYS_RES_IRQ,
 831             &softc->event_rid, RF_ACTIVE);
 832         if (!softc->event_res) {
 833                 device_printf(dev,
 834                     "Unable to allocate event INTR resource.\n");
 835                 return (ENOMEM);
 836         }
 837
 838         if (bus_setup_intr(dev, softc->event_res,
 839             INTR_TYPE_MISC | INTR_MPSAFE, NULL, amdvi_event_intr,
 840             softc, &softc->event_tag)) {
 841                 device_printf(dev, "Fail to setup event intr\n");
 842                 bus_release_resource(softc->dev, SYS_RES_IRQ,
 843                     softc->event_rid, softc->event_res);
 844                 softc->event_res = NULL;
 845                 return (ENXIO);
 846         }
 847
 848         bus_describe_intr(dev, softc->event_res, softc->event_tag,
 849             "fault");
 850
 851         err = PCIB_MAP_MSI(pcib, dev, softc->event_irq, &msi_addr,
 852             &msi_data);
 853         if (err) {
 854                 device_printf(dev,
 855                     "Event interrupt config failed, err=%d.\n",
 856                     err);
 857                 amdvi_free_evt_intr_res(softc->dev);
 858                 return (err);
 859         }
 860
 861         /* Clear interrupt status bits. */
 862         ctrl = softc->ctrl;
 863         ctrl->status &= AMDVI_STATUS_EV_OF | AMDVI_STATUS_EV_INTR;
 864
 865         /* Now enable MSI interrupt. */
 866         pci_enable_msi(mmio_dev, msi_addr, msi_data);
 867         return (0);
 868 }
 869
 870 static void
 871 amdvi_print_dev_cap(struct amdvi_softc *softc)
 872 {
 873         struct ivhd_dev_cfg *cfg;
 874         int i;
 875
 876         cfg = softc->dev_cfg;
 877         for (i = 0; i < softc->dev_cfg_cnt; i++) {
 878                 device_printf(softc->dev, "device [0x%x - 0x%x]"
 879                     "config:%b%s\n", cfg->start_id, cfg->end_id,
 880                     cfg->data,
 881                     "\020\001INIT\002ExtInt\003NMI"
 882                     "\007LINT0\008LINT1",
 883                     cfg->enable_ats ? "ATS enabled" : "");
 884                 cfg++;
 885         }
 886 }
 887
 888 static int
 889 amdvi_handle_sysctl(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
 890 {
 891         struct amdvi_softc *softc;
 892         int result, type, error = 0;
 893
 894         softc = (struct amdvi_softc *)arg1;
 895         type = arg2;
 896
 897         switch (type) {
 898         case 0:
 899                 result = softc->ctrl->cmd_head;
 900                 error = sysctl_handle_int(oidp, &result, 0,
 901                     req);
 902                 break;
 903         case 1:
 904                 result = softc->ctrl->cmd_tail;
 905                 error = sysctl_handle_int(oidp, &result, 0,
 906                     req);
 907                 break;
 908         case 2:
 909                 result = softc->ctrl->evt_head;
 910                 error = sysctl_handle_int(oidp, &result, 0,
 911                     req);
 912                 break;
 913         case 3:
 914                 result = softc->ctrl->evt_tail;
 915                 error = sysctl_handle_int(oidp, &result, 0,
 916                     req);
 917                 break;
 918
 919         default:
 920                 device_printf(softc->dev, "Unknown sysctl:%d\n", type);
 921         }
 922
 923         return (error);
 924 }
 925
 926 static void
 927 amdvi_add_sysctl(struct amdvi_softc *softc)
 928 {
 929         struct sysctl_oid_list *child;
 930         struct sysctl_ctx_list *ctx;
 931         device_t dev;
 932
 933         dev = softc->dev;
 934         ctx = device_get_sysctl_ctx(dev);
 935         child = SYSCTL_CHILDREN(device_get_sysctl_tree(dev));
 936
 937         SYSCTL_ADD_ULONG(ctx, child, OID_AUTO, "event_intr_count", CTLFLAG_RD,
 938             &softc->event_intr_cnt, "Event interrupt count");
 939         SYSCTL_ADD_ULONG(ctx, child, OID_AUTO, "command_count", CTLFLAG_RD,
 940             &softc->total_cmd, "Command submitted count");
 941         SYSCTL_ADD_U16(ctx, child, OID_AUTO, "pci_rid", CTLFLAG_RD,
 942             &softc->pci_rid, 0, "IOMMU RID");
 943         SYSCTL_ADD_U16(ctx, child, OID_AUTO, "start_dev_rid", CTLFLAG_RD,
 944             &softc->start_dev_rid, 0, "Start of device under this IOMMU");
 945         SYSCTL_ADD_U16(ctx, child, OID_AUTO, "end_dev_rid", CTLFLAG_RD,
 946             &softc->end_dev_rid, 0, "End of device under this IOMMU");
 947         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, child, OID_AUTO, "command_head",
 948             CTLTYPE_UINT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, softc, 0,
 949             amdvi_handle_sysctl, "IU", "Command head");
 950         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, child, OID_AUTO, "command_tail",
 951             CTLTYPE_UINT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, softc, 1,
 952             amdvi_handle_sysctl, "IU", "Command tail");
 953         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, child, OID_AUTO, "event_head",
 954             CTLTYPE_UINT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, softc, 2,
 955             amdvi_handle_sysctl, "IU", "Command head");
 956         SYSCTL_ADD_PROC(ctx, child, OID_AUTO, "event_tail",
 957             CTLTYPE_UINT | CTLFLAG_RD | CTLFLAG_MPSAFE, softc, 3,
 958             amdvi_handle_sysctl, "IU", "Command tail");
 959 }
 960
 961 int
 962 amdvi_setup_hw(struct amdvi_softc *softc)
 963 {
 964         device_t dev;
 965         int status;
 966
 967         dev = softc->dev;
 968
 969         amdvi_hw_enable_iotlb(softc);
 970
 971         amdvi_print_dev_cap(softc);
 972
 973         if ((status = amdvi_print_pci_cap(dev)) != 0) {
 974                 device_printf(dev, "PCI capability.\n");
 975                 return (status);
 976         }
 977         if ((status = amdvi_init_cmd(softc)) != 0) {
 978                 device_printf(dev, "Couldn't configure command buffer.\n");
 979                 return (status);
 980         }
 981         if ((status = amdvi_init_event(softc)) != 0) {
 982                 device_printf(dev, "Couldn't configure event buffer.\n");
 983                 return (status);
 984         }
 985         if ((status = amdvi_init_dte(softc)) != 0) {
 986                 device_printf(dev, "Couldn't configure device table.\n");
 987                 return (status);
 988         }
 989         if ((status = amdvi_alloc_intr_resources(softc)) != 0) {
 990                 return (status);
 991         }
 992         amdvi_add_sysctl(softc);
 993         return (0);
 994 }
 995
 996 int
 997 amdvi_teardown_hw(struct amdvi_softc *softc)
 998 {
 999         device_t dev;
1000
1001         dev = softc->dev;
1002
1003         /*
1004          * Called after disable, h/w is stopped by now, free all the resources.
1005          */
1006         amdvi_free_evt_intr_res(dev);
1007
1008         if (softc->cmd)
1009                 free(softc->cmd, M_AMDVI);
1010
1011         if (softc->event)
1012                 free(softc->event, M_AMDVI);
1013
1014         return (0);
1015 }
1016
1017 /*********** bhyve interfaces *********************/
1018 static int
1019 amdvi_init(void)
1020 {
1021         if (!ivhd_count) {
1022                 return (EIO);
1023         }
1024         if (!amdvi_enable_user && ivhd_count) {
1025                 printf("bhyve: Found %d AMD-Vi/IOMMU device(s), "
1026                         "use hw.vmm.amdvi.enable=1 to enable pass-through.\n",
1027                     ivhd_count);
1028                 return (EINVAL);
1029         }
1030         return (0);
1031 }
1032
1033 static void
1034 amdvi_cleanup(void)
1035 {
1036         /* Nothing. */
1037 }
1038
1039 static uint16_t
1040 amdvi_domainId(void)
1041 {
1042
1043         /*
1044          * If we hit maximum domain limit, rollover leaving host
1045          * domain(0).
1046          * XXX: make sure that this domain is not used.
1047          */
1048         if (amdvi_dom_id == AMDVI_MAX_DOMAIN)
1049                 amdvi_dom_id = 1;
1050
1051         return ((uint16_t)amdvi_dom_id++);
1052 }
1053
1054 static void
1055 amdvi_do_inv_domain(uint16_t domain_id, bool create)
1056 {
1057         struct amdvi_softc *softc;
1058         int i;
1059
1060         for (i = 0; i < ivhd_count; i++) {
1061                 softc = device_get_softc(ivhd_devs[i]);
1062                 KASSERT(softc, ("softc is NULL"));
1063                 /*
1064                  * If not present pages are cached, invalidate page after
1065                  * creating domain.
1066                  */
1067 #if 0
1068                 if (create && ((softc->pci_cap & AMDVI_PCI_CAP_NPCACHE) == 0))
1069                         continue;
1070 #endif
1071                 amdvi_inv_domain(softc, domain_id);
1072                 amdvi_wait(softc);
1073         }
1074 }
1075
1076 static void *
1077 amdvi_create_domain(vm_paddr_t maxaddr)
1078 {
1079         struct amdvi_domain *dom;
1080
1081         dom = malloc(sizeof(struct amdvi_domain), M_AMDVI, M_ZERO | M_WAITOK);
1082         dom->id = amdvi_domainId();
1083         //dom->maxaddr = maxaddr;
1084 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
1085         printf("Created domain #%d\n", dom->id);
1086 #endif
1087         /*
1088          * Host domain(#0) don't create translation table.
1089          */
1090         if (dom->id || amdvi_host_ptp)
1091                 dom->ptp = malloc(PAGE_SIZE, M_AMDVI, M_WAITOK | M_ZERO);
1092
1093         dom->ptp_level = amdvi_ptp_level;
1094
1095         amdvi_do_inv_domain(dom->id, true);
1096         SLIST_INSERT_HEAD(&dom_head, dom, next);
1097
1098         return (dom);
1099 }
1100
1101 static void
1102 amdvi_free_ptp(uint64_t *ptp, int level)
1103 {
1104         int i;
1105
1106         if (level < 1)
1107                 return;
1108
1109         for (i = 0; i < NPTEPG ; i++) {
1110                 if ((ptp[i] & AMDVI_PT_PRESENT) == 0)
1111                         continue;
1112                 /* XXX: Add super-page or PTE mapping > 4KB. */
1113 #ifdef notyet
1114                 /* Super-page mapping. */
1115                 if (AMDVI_PD_SUPER(ptp[i]))
1116                         continue;
1117 #endif
1118
1119                 amdvi_free_ptp((uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(ptp[i]
1120                     & AMDVI_PT_MASK), level - 1);
1121         }
1122
1123         free(ptp, M_AMDVI);
1124 }
1125
1126 static void
1127 amdvi_destroy_domain(void *arg)
1128 {
1129         struct amdvi_domain *domain;
1130
1131         domain = (struct amdvi_domain *)arg;
1132         KASSERT(domain, ("domain is NULL"));
1133 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
1134         printf("Destroying domain %d\n", domain->id);
1135 #endif
1136         if (domain->ptp)
1137                 amdvi_free_ptp(domain->ptp, domain->ptp_level);
1138
1139         amdvi_do_inv_domain(domain->id, false);
1140         SLIST_REMOVE(&dom_head, domain, amdvi_domain, next);
1141         free(domain, M_AMDVI);
1142 }
1143
1144 static uint64_t
1145 amdvi_set_pt(uint64_t *pt, int level, vm_paddr_t gpa,
1146     vm_paddr_t hpa, uint64_t pg_size, bool create)
1147 {
1148         uint64_t *page, pa;
1149         int shift, index;
1150         const int PT_SHIFT = 9;
1151         const int PT_INDEX_MASK = (1 << PT_SHIFT) - 1;  /* Based on PT_SHIFT */
1152
1153         if (!pg_size)
1154                 return (0);
1155
1156         if (hpa & (pg_size - 1)) {
1157                 printf("HPA is not size aligned.\n");
1158                 return (0);
1159         }
1160         if (gpa & (pg_size - 1)) {
1161                 printf("HPA is not size aligned.\n");
1162                 return (0);
1163         }
1164         shift = PML4SHIFT;
1165         while ((shift > PAGE_SHIFT) && (pg_size < (1UL << shift))) {
1166                 index = (gpa >> shift) & PT_INDEX_MASK;
1167
1168                 if ((pt[index] == 0) && create) {
1169                         page = malloc(PAGE_SIZE, M_AMDVI, M_WAITOK | M_ZERO);
1170                         pa = vtophys(page);
1171                         pt[index] = pa | AMDVI_PT_PRESENT | AMDVI_PT_RW |
1172                             ((level - 1) << AMDVI_PD_LEVEL_SHIFT);
1173                 }
1174 #ifdef AMDVI_DEBUG_PTE
1175                 if ((gpa % 0x1000000) == 0)
1176                         printf("[level%d, shift = %d]PTE:0x%lx\n",
1177                             level, shift, pt[index]);
1178 #endif
1179 #define PTE2PA(x)       ((uint64_t)(x) & AMDVI_PT_MASK)
1180                 pa = PTE2PA(pt[index]);
1181                 pt = (uint64_t *)PHYS_TO_DMAP(pa);
1182                 shift -= PT_SHIFT;
1183                 level--;
1184         }
1185
1186         /* Leaf entry. */
1187         index = (gpa >> shift) & PT_INDEX_MASK;
1188
1189         if (create) {
1190                 pt[index] = hpa | AMDVI_PT_RW | AMDVI_PT_PRESENT;
1191         } else
1192                 pt[index] = 0;
1193
1194 #ifdef AMDVI_DEBUG_PTE
1195         if ((gpa % 0x1000000) == 0)
1196                 printf("[Last level%d, shift = %d]PTE:0x%lx\n",
1197                     level, shift, pt[index]);
1198 #endif
1199         return (1ULL << shift);
1200 }
1201
1202 static uint64_t
1203 amdvi_update_mapping(struct amdvi_domain *domain, vm_paddr_t gpa,
1204     vm_paddr_t hpa, uint64_t size, bool create)
1205 {
1206         uint64_t mapped, *ptp, len;
1207         int level;
1208
1209         KASSERT(domain, ("domain is NULL"));
1210         level = domain->ptp_level;
1211         KASSERT(level, ("Page table level is 0"));
1212
1213         ptp = domain->ptp;
1214         KASSERT(ptp, ("PTP is NULL"));
1215         mapped = 0;
1216         while (mapped < size) {
1217                 len = amdvi_set_pt(ptp, level, gpa + mapped, hpa + mapped,
1218                     PAGE_SIZE, create);
1219                 if (!len) {
1220                         printf("Error: Couldn't map HPA:0x%lx GPA:0x%lx\n",
1221                             hpa, gpa);
1222                         return (0);
1223                 }
1224                 mapped += len;
1225         }
1226
1227         return (mapped);
1228 }
1229
1230 static uint64_t
1231 amdvi_create_mapping(void *arg, vm_paddr_t gpa, vm_paddr_t hpa,
1232     uint64_t len)
1233 {
1234         struct amdvi_domain *domain;
1235
1236         domain = (struct amdvi_domain *)arg;
1237
1238         if (domain->id && !domain->ptp) {
1239                 printf("ptp is NULL");
1240                 return (-1);
1241         }
1242
1243         /*
1244          * If host domain is created w/o page table, skip IOMMU page
1245          * table set-up.
1246          */
1247         if (domain->ptp)
1248                 return (amdvi_update_mapping(domain, gpa, hpa, len, true));
1249         else
1250                 return (len);
1251 }
1252
1253 static uint64_t
1254 amdvi_destroy_mapping(void *arg, vm_paddr_t gpa, uint64_t len)
1255 {
1256         struct amdvi_domain *domain;
1257
1258         domain = (struct amdvi_domain *)arg;
1259         /*
1260          * If host domain is created w/o page table, skip IOMMU page
1261          * table set-up.
1262          */
1263         if (domain->ptp)
1264                 return (amdvi_update_mapping(domain, gpa, 0, len, false));
1265         return
1266             (len);
1267 }
1268
1269 static struct amdvi_softc *
1270 amdvi_find_iommu(uint16_t devid)
1271 {
1272         struct amdvi_softc *softc;
1273         int i;
1274
1275         for (i = 0; i < ivhd_count; i++) {
1276                 softc = device_get_softc(ivhd_devs[i]);
1277                 if ((devid >= softc->start_dev_rid) &&
1278                     (devid <= softc->end_dev_rid))
1279                         return (softc);
1280         }
1281
1282         /*
1283          * XXX: BIOS bug, device not in IVRS table, assume its from first IOMMU.
1284          */
1285         printf("BIOS bug device(%d.%d.%d) doesn't have IVHD entry.\n",
1286             RID2PCI_STR(devid));
1287
1288         return (device_get_softc(ivhd_devs[0]));
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Set-up device table entry.
1293  * IOMMU spec Rev 2.0, section 3.2.2.2, some of the fields must
1294  * be set concurrently, e.g. read and write bits.
1295  */
1296 static void
1297 amdvi_set_dte(struct amdvi_domain *domain, uint16_t devid, bool enable)
1298 {
1299         struct amdvi_softc *softc;
1300         struct amdvi_dte* temp;
1301
1302         KASSERT(domain, ("domain is NULL for pci_rid:0x%x\n", devid));
1303
1304         softc = amdvi_find_iommu(devid);
1305         KASSERT(softc, ("softc is NULL for pci_rid:0x%x\n", devid));
1306
1307         temp = &amdvi_dte[devid];
1308
1309 #ifdef AMDVI_ATS_ENABLE
1310         /* If IOMMU and device support IOTLB, enable it. */
1311         if (amdvi_dev_support_iotlb(softc, devid) && softc->iotlb)
1312                 temp->iotlb_enable = 1;
1313 #endif
1314
1315         /* Avoid duplicate I/O faults. */
1316         temp->sup_second_io_fault = 1;
1317         temp->sup_all_io_fault = amdvi_disable_io_fault;
1318
1319         temp->dt_valid = 1;
1320         temp->domain_id = domain->id;
1321
1322         if (enable) {
1323                 if (domain->ptp) {
1324                         temp->pt_base = vtophys(domain->ptp) >> 12;
1325                         temp->pt_level = amdvi_ptp_level;
1326                 }
1327                 /*
1328                  * XXX: Page table valid[TV] bit must be set even if host domain
1329                  * page tables are not enabled.
1330                  */
1331                 temp->pt_valid = 1;
1332                 temp->read_allow = 1;
1333                 temp->write_allow = 1;
1334         }
1335 }
1336
1337 static void
1338 amdvi_inv_device(uint16_t devid)
1339 {
1340         struct amdvi_softc *softc;
1341
1342         softc = amdvi_find_iommu(devid);
1343         KASSERT(softc, ("softc is NULL"));
1344
1345         amdvi_cmd_inv_dte(softc, devid);
1346 #ifdef AMDVI_ATS_ENABLE
1347         if (amdvi_dev_support_iotlb(softc, devid))
1348                 amdvi_cmd_inv_iotlb(softc, devid);
1349 #endif
1350         amdvi_wait(softc);
1351 }
1352
1353 static void
1354 amdvi_add_device(void *arg, uint16_t devid)
1355 {
1356         struct amdvi_domain *domain;
1357
1358         domain = (struct amdvi_domain *)arg;
1359         KASSERT(domain != NULL, ("domain is NULL"));
1360 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
1361         printf("Assigning device(%d.%d.%d) to domain:%d\n",
1362             RID2PCI_STR(devid), domain->id);
1363 #endif
1364         amdvi_set_dte(domain, devid, true);
1365         amdvi_inv_device(devid);
1366 }
1367
1368 static void
1369 amdvi_remove_device(void *arg, uint16_t devid)
1370 {
1371         struct amdvi_domain *domain;
1372
1373         domain = (struct amdvi_domain *)arg;
1374 #ifdef AMDVI_DEBUG_CMD
1375         printf("Remove device(0x%x) from domain:%d\n",
1376                devid, domain->id);
1377 #endif
1378         amdvi_set_dte(domain, devid, false);
1379         amdvi_inv_device(devid);
1380 }
1381
1382 static void
1383 amdvi_enable(void)
1384 {
1385         struct amdvi_ctrl *ctrl;
1386         struct amdvi_softc *softc;
1387         uint64_t val;
1388         int i;
1389
1390         for (i = 0; i < ivhd_count; i++) {
1391                 softc = device_get_softc(ivhd_devs[i]);
1392                 KASSERT(softc, ("softc is NULL\n"));
1393                 ctrl = softc->ctrl;
1394                 KASSERT(ctrl, ("ctrl is NULL\n"));
1395
1396                 val = ( AMDVI_CTRL_EN           |
1397                         AMDVI_CTRL_CMD          |
1398                         AMDVI_CTRL_ELOG         |
1399                         AMDVI_CTRL_ELOGINT      |
1400                         AMDVI_CTRL_INV_TO_1S);
1401
1402                 if (softc->ivhd_flag & IVHD_FLAG_COH)
1403                         val |= AMDVI_CTRL_COH;
1404                 if (softc->ivhd_flag & IVHD_FLAG_HTT)
1405                         val |= AMDVI_CTRL_HTT;
1406                 if (softc->ivhd_flag & IVHD_FLAG_RPPW)
1407                         val |= AMDVI_CTRL_RPPW;
1408                 if (softc->ivhd_flag & IVHD_FLAG_PPW)
1409                         val |= AMDVI_CTRL_PPW;
1410                 if (softc->ivhd_flag & IVHD_FLAG_ISOC)
1411                         val |= AMDVI_CTRL_ISOC;
1412
1413                 ctrl->control = val;
1414         }
1415 }
1416
1417 static void
1418 amdvi_disable(void)
1419 {
1420         struct amdvi_ctrl *ctrl;
1421         struct amdvi_softc *softc;
1422         int i;
1423
1424         for (i = 0; i < ivhd_count; i++) {
1425                 softc = device_get_softc(ivhd_devs[i]);
1426                 KASSERT(softc, ("softc is NULL\n"));
1427                 ctrl = softc->ctrl;
1428                 KASSERT(ctrl, ("ctrl is NULL\n"));
1429
1430                 ctrl->control = 0;
1431         }
1432 }
1433
1434 static void
1435 amdvi_inv_tlb(void *arg)
1436 {
1437         struct amdvi_domain *domain;
1438
1439         domain = (struct amdvi_domain *)arg;
1440         KASSERT(domain, ("domain is NULL"));
1441         amdvi_do_inv_domain(domain->id, false);
1442 }
1443
1444 struct iommu_ops iommu_ops_amd = {
1445         amdvi_init,
1446         amdvi_cleanup,
1447         amdvi_enable,
1448         amdvi_disable,
1449         amdvi_create_domain,
1450         amdvi_destroy_domain,
1451         amdvi_create_mapping,
1452         amdvi_destroy_mapping,
1453         amdvi_add_device,
1454         amdvi_remove_device,
1455         amdvi_inv_tlb
1456 };