Quelle  aperture_64.c   Sprache: C

// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Firmware replacement code.
 *
 * Work around broken BIOSes that don't set an aperture, only set the
 * aperture in the AGP bridge, or set too small aperture.
 *
 * If all fails map the aperture over some low memory.  This is cheaper than
 * doing bounce buffering. The memory is lost. This is done at early boot
 * because only the bootmem allocator can allocate 32+MB.
 *
 * Copyright 2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
 */
#define pr_fmt(fmt) "AGP: " fmt

#include <linux/kernel.h>
#include <linux/kcore.h>
#include <linux/types.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/memblock.h>
#include <linux/mmzone.h>
#include <linux/pci_ids.h>
#include <linux/pci.h>
#include <linux/bitops.h>
#include <linux/suspend.h>
#include <asm/e820/api.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/iommu.h>
#include <asm/gart.h>
#include <asm/pci-direct.h>
#include <asm/dma.h>
#include <asm/amd/nb.h>
#include <asm/x86_init.h>
#include <linux/crash_dump.h>

/*
 * Using 512M as goal, in case kexec will load kernel_big
 * that will do the on-position decompress, and could overlap with
 * the gart aperture that is used.
 * Sequence:
 * kernel_small
 * ==> kexec (with kdump trigger path or gart still enabled)
 * ==> kernel_small (gart area become e820_reserved)
 * ==> kexec (with kdump trigger path or gart still enabled)
 * ==> kerne_big (uncompressed size will be big than 64M or 128M)
 * So don't use 512M below as gart iommu, leave the space for kernel
 * code for safe.
 */
#define GART_MIN_ADDR (512ULL << 20)
#define GART_MAX_ADDR (1ULL   << 32)

int gart_iommu_aperture;
int gart_iommu_aperture_disabled __initdata;
int gart_iommu_aperture_allowed __initdata;

int fallback_aper_order __initdata = 1; /* 64MB */
int fallback_aper_force __initdata;

int fix_aperture __initdata = 1;

#if defined(CONFIG_PROC_VMCORE) || defined(CONFIG_PROC_KCORE)
/*
 * If the first kernel maps the aperture over e820 RAM, the kdump kernel will
 * use the same range because it will remain configured in the northbridge.
 * Trying to dump this area via /proc/vmcore may crash the machine, so exclude
 * it from vmcore.
 */
static unsigned long aperture_pfn_start, aperture_page_count;

static int gart_mem_pfn_is_ram(unsigned long pfn)
{
 return likely((pfn < aperture_pfn_start) ||
        (pfn >= aperture_pfn_start + aperture_page_count));
}

#ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
static bool gart_oldmem_pfn_is_ram(struct vmcore_cb *cb, unsigned long pfn)
{
 return !!gart_mem_pfn_is_ram(pfn);
}

static struct vmcore_cb gart_vmcore_cb = {
 .pfn_is_ram = gart_oldmem_pfn_is_ram,
};
#endif

static void __init exclude_from_core(u64 aper_base, u32 aper_order)
{
 aperture_pfn_start = aper_base >> PAGE_SHIFT;
 aperture_page_count = (32 * 1024 * 1024) << aper_order >> PAGE_SHIFT;
#ifdef CONFIG_PROC_VMCORE
 register_vmcore_cb(&gart_vmcore_cb);
#endif
#ifdef CONFIG_PROC_KCORE
 WARN_ON(register_mem_pfn_is_ram(&gart_mem_pfn_is_ram));
#endif
}
#else
static void exclude_from_core(u64 aper_base, u32 aper_order)
{
}
#endif

/* This code runs before the PCI subsystem is initialized, so just
   access the northbridge directly. */

static u32 __init allocate_aperture(void)
{
 u32 aper_size;
 unsigned long addr;

 /* aper_size should <= 1G */
 if (fallback_aper_order > 5)
  fallback_aper_order = 5;
 aper_size = (32 * 1024 * 1024) << fallback_aper_order;

 /*
 * Aperture has to be naturally aligned. This means a 2GB aperture
 * won't have much chance of finding a place in the lower 4GB of
 * memory. Unfortunately we cannot move it up because that would
 * make the IOMMU useless.
 */
 addr = memblock_phys_alloc_range(aper_size, aper_size,
      GART_MIN_ADDR, GART_MAX_ADDR);
 if (!addr) {
  pr_err("Cannot allocate aperture memory hole [mem %#010lx-%#010lx] (%uKB)\n",
         addr, addr + aper_size - 1, aper_size >> 10);
  return 0;
 }
 pr_info("Mapping aperture over RAM [mem %#010lx-%#010lx] (%uKB)\n",
  addr, addr + aper_size - 1, aper_size >> 10);
 register_nosave_region(addr >> PAGE_SHIFT,
          (addr+aper_size) >> PAGE_SHIFT);

 return (u32)addr;
}


/* Find a PCI capability */
static u32 __init find_cap(int bus, int slot, int func, int cap)
{
 int bytes;
 u8 pos;

 if (!(read_pci_config_16(bus, slot, func, PCI_STATUS) &
      PCI_STATUS_CAP_LIST))
  return 0;

 pos = read_pci_config_byte(bus, slot, func, PCI_CAPABILITY_LIST);
 for (bytes = 0; bytes < 48 && pos >= 0x40; bytes++) {
  u8 id;

  pos &= ~3;
  id = read_pci_config_byte(bus, slot, func, pos+PCI_CAP_LIST_ID);
  if (id == 0xff)
   break;
  if (id == cap)
   return pos;
  pos = read_pci_config_byte(bus, slot, func,
      pos+PCI_CAP_LIST_NEXT);
 }
 return 0;
}

/* Read a standard AGPv3 bridge header */
static u32 __init read_agp(int bus, int slot, int func, int cap, u32 *order)
{
 u32 apsize;
 u32 apsizereg;
 int nbits;
 u32 aper_low, aper_hi;
 u64 aper;
 u32 old_order;

 pr_info("pci 0000:%02x:%02x:%02x: AGP bridge\n", bus, slot, func);
 apsizereg = read_pci_config_16(bus, slot, func, cap + 0x14);
 if (apsizereg == 0xffffffff) {
  pr_err("pci 0000:%02x:%02x.%d: APSIZE unreadable\n",
         bus, slot, func);
  return 0;
 }

 /* old_order could be the value from NB gart setting */
 old_order = *order;

 apsize = apsizereg & 0xfff;
 /* Some BIOS use weird encodings not in the AGPv3 table. */
 if (apsize & 0xff)
  apsize |= 0xf00;
 nbits = hweight16(apsize);
 *order = 7 - nbits;
 if ((int)*order < 0) /* < 32MB */
  *order = 0;

 aper_low = read_pci_config(bus, slot, func, 0x10);
 aper_hi = read_pci_config(bus, slot, func, 0x14);
 aper = (aper_low & ~((1<<22)-1)) | ((u64)aper_hi << 32);

 /*
 * On some sick chips, APSIZE is 0. It means it wants 4G
 * so let double check that order, and lets trust AMD NB settings:
 */
 pr_info("pci 0000:%02x:%02x.%d: AGP aperture [bus addr %#010Lx-%#010Lx] (old size %uMB)\n",
  bus, slot, func, aper, aper + (32ULL << (old_order + 20)) - 1,
  32 << old_order);
 if (aper + (32ULL<<(20 + *order)) > 0x100000000ULL) {
  pr_info("pci 0000:%02x:%02x.%d: AGP aperture size %uMB (APSIZE %#x) is not right, using settings from NB\n",
   bus, slot, func, 32 << *order, apsizereg);
  *order = old_order;
 }

 pr_info("pci 0000:%02x:%02x.%d: AGP aperture [bus addr %#010Lx-%#010Lx] (%uMB, APSIZE %#x)\n",
  bus, slot, func, aper, aper + (32ULL << (*order + 20)) - 1,
  32 << *order, apsizereg);

 if (!aperture_valid(aper, (32*1024*1024) << *order, 32<<20))
  return 0;
 return (u32)aper;
}

/*
 * Look for an AGP bridge. Windows only expects the aperture in the
 * AGP bridge and some BIOS forget to initialize the Northbridge too.
 * Work around this here.
 *
 * Do an PCI bus scan by hand because we're running before the PCI
 * subsystem.
 *
 * All AMD AGP bridges are AGPv3 compliant, so we can do this scan
 * generically. It's probably overkill to always scan all slots because
 * the AGP bridges should be always an own bus on the HT hierarchy,
 * but do it here for future safety.
 */
static u32 __init search_agp_bridge(u32 *order, int *valid_agp)
{
 int bus, slot, func;

 /* Poor man's PCI discovery */
 for (bus = 0; bus < 256; bus++) {
  for (slot = 0; slot < 32; slot++) {
   for (func = 0; func < 8; func++) {
    u32 class, cap;
    u8 type;
    class = read_pci_config(bus, slot, func,
       PCI_CLASS_REVISION);
    if (class == 0xffffffff)
     break;

    switch (class >> 16) {
    case PCI_CLASS_BRIDGE_HOST:
    case PCI_CLASS_BRIDGE_OTHER: /* needed? */
     /* AGP bridge? */
     cap = find_cap(bus, slot, func,
       PCI_CAP_ID_AGP);
     if (!cap)
      break;
     *valid_agp = 1;
     return read_agp(bus, slot, func, cap,
       order);
    }

    type = read_pci_config_byte(bus, slot, func,
              PCI_HEADER_TYPE);
    if (!(type & PCI_HEADER_TYPE_MFD))
     break;
   }
  }
 }
 pr_info("No AGP bridge found\n");

 return 0;
}

static bool gart_fix_e820 __initdata = true;

static int __init parse_gart_mem(char *p)
{
 return kstrtobool(p, &gart_fix_e820);
}
early_param("gart_fix_e820", parse_gart_mem);

/*
 * With kexec/kdump, if the first kernel doesn't shut down the GART and the
 * second kernel allocates a different GART region, there might be two
 * overlapping GART regions present:
 *
 * - the first still used by the GART initialized in the first kernel.
 * - (sub-)set of it used as normal RAM by the second kernel.
 *
 * which leads to memory corruptions and a kernel panic eventually.
 *
 * This can also happen if the BIOS has forgotten to mark the GART region
 * as reserved.
 *
 * Try to update the e820 map to mark that new region as reserved.
 */
void __init early_gart_iommu_check(void)
{
 u32 agp_aper_order = 0;
 int i, fix, slot, valid_agp = 0;
 u32 ctl;
 u32 aper_size = 0, aper_order = 0, last_aper_order = 0;
 u64 aper_base = 0, last_aper_base = 0;
 int aper_enabled = 0, last_aper_enabled = 0, last_valid = 0;

 if (!amd_gart_present())
  return;

 if (!early_pci_allowed())
  return;

 /* This is mostly duplicate of iommu_hole_init */
 search_agp_bridge(&agp_aper_order, &valid_agp);

 fix = 0;
 for (i = 0; amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit; i++) {
  int bus;
  int dev_base, dev_limit;

  bus = amd_nb_bus_dev_ranges[i].bus;
  dev_base = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_base;
  dev_limit = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit;

  for (slot = dev_base; slot < dev_limit; slot++) {
   if (!early_is_amd_nb(read_pci_config(bus, slot, 3, 0x00)))
    continue;

   ctl = read_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTURECTL);
   aper_enabled = ctl & GARTEN;
   aper_order = (ctl >> 1) & 7;
   aper_size = (32 * 1024 * 1024) << aper_order;
   aper_base = read_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTUREBASE) & 0x7fff;
   aper_base <<= 25;

   if (last_valid) {
    if ((aper_order != last_aper_order) ||
        (aper_base != last_aper_base) ||
        (aper_enabled != last_aper_enabled)) {
     fix = 1;
     break;
    }
   }

   last_aper_order = aper_order;
   last_aper_base = aper_base;
   last_aper_enabled = aper_enabled;
   last_valid = 1;
  }
 }

 if (!fix && !aper_enabled)
  return;

 if (!aper_base || !aper_size || aper_base + aper_size > 0x100000000UL)
  fix = 1;

 if (gart_fix_e820 && !fix && aper_enabled) {
  if (e820__mapped_any(aper_base, aper_base + aper_size,
        E820_TYPE_RAM)) {
   /* reserve it, so we can reuse it in second kernel */
   pr_info("e820: reserve [mem %#010Lx-%#010Lx] for GART\n",
    aper_base, aper_base + aper_size - 1);
   e820__range_add(aper_base, aper_size, E820_TYPE_RESERVED);
   e820__update_table_print();
  }
 }

 if (valid_agp)
  return;

 /* disable them all at first */
 for (i = 0; i < amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit; i++) {
  int bus;
  int dev_base, dev_limit;

  bus = amd_nb_bus_dev_ranges[i].bus;
  dev_base = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_base;
  dev_limit = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit;

  for (slot = dev_base; slot < dev_limit; slot++) {
   if (!early_is_amd_nb(read_pci_config(bus, slot, 3, 0x00)))
    continue;

   ctl = read_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTURECTL);
   ctl &= ~GARTEN;
   write_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTURECTL, ctl);
  }
 }

}

static int __initdata printed_gart_size_msg;

void __init gart_iommu_hole_init(void)
{
 u32 agp_aper_base = 0, agp_aper_order = 0;
 u32 aper_size, aper_alloc = 0, aper_order = 0, last_aper_order = 0;
 u64 aper_base, last_aper_base = 0;
 int fix, slot, valid_agp = 0;
 int i, node;

 if (!amd_gart_present())
  return;

 if (gart_iommu_aperture_disabled || !fix_aperture ||
     !early_pci_allowed())
  return;

 pr_info("Checking aperture...\n");

 if (!fallback_aper_force)
  agp_aper_base = search_agp_bridge(&agp_aper_order, &valid_agp);

 fix = 0;
 node = 0;
 for (i = 0; i < amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit; i++) {
  int bus;
  int dev_base, dev_limit;
  u32 ctl;

  bus = amd_nb_bus_dev_ranges[i].bus;
  dev_base = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_base;
  dev_limit = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit;

  for (slot = dev_base; slot < dev_limit; slot++) {
   if (!early_is_amd_nb(read_pci_config(bus, slot, 3, 0x00)))
    continue;

   iommu_detected = 1;
   gart_iommu_aperture = 1;
   x86_init.iommu.iommu_init = gart_iommu_init;

   ctl = read_pci_config(bus, slot, 3,
           AMD64_GARTAPERTURECTL);

   /*
 * Before we do anything else disable the GART. It may
 * still be enabled if we boot into a crash-kernel here.
 * Reconfiguring the GART while it is enabled could have
 * unknown side-effects.
 */
   ctl &= ~GARTEN;
   write_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTURECTL, ctl);

   aper_order = (ctl >> 1) & 7;
   aper_size = (32 * 1024 * 1024) << aper_order;
   aper_base = read_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTUREBASE) & 0x7fff;
   aper_base <<= 25;

   pr_info("Node %d: aperture [bus addr %#010Lx-%#010Lx] (%uMB)\n",
    node, aper_base, aper_base + aper_size - 1,
    aper_size >> 20);
   node++;

   if (!aperture_valid(aper_base, aper_size, 64<<20)) {
    if (valid_agp && agp_aper_base &&
        agp_aper_base == aper_base &&
        agp_aper_order == aper_order) {
     /* the same between two setting from NB and agp */
     if (!no_iommu &&
         max_pfn > MAX_DMA32_PFN &&
         !printed_gart_size_msg) {
      pr_err("you are using iommu with agp, but GART size is less than 64MB\n");
      pr_err("please increase GART size in your BIOS setup\n");
      pr_err("if BIOS doesn't have that option, contact your HW vendor!\n");
      printed_gart_size_msg = 1;
     }
    } else {
     fix = 1;
     goto out;
    }
   }

   if ((last_aper_order && aper_order != last_aper_order) ||
       (last_aper_base && aper_base != last_aper_base)) {
    fix = 1;
    goto out;
   }
   last_aper_order = aper_order;
   last_aper_base = aper_base;
  }
 }

out:
 if (!fix && !fallback_aper_force) {
  if (last_aper_base) {
   /*
 * If this is the kdump kernel, the first kernel
 * may have allocated the range over its e820 RAM
 * and fixed up the northbridge
 */
   exclude_from_core(last_aper_base, last_aper_order);
  }
  return;
 }

 if (!fallback_aper_force) {
  aper_alloc = agp_aper_base;
  aper_order = agp_aper_order;
 }

 if (aper_alloc) {
  /* Got the aperture from the AGP bridge */
 } else if ((!no_iommu && max_pfn > MAX_DMA32_PFN) ||
     force_iommu ||
     valid_agp ||
     fallback_aper_force) {
  pr_info("Your BIOS doesn't leave an aperture memory hole\n");
  pr_info("Please enable the IOMMU option in the BIOS setup\n");
  pr_info("This costs you %dMB of RAM\n",
   32 << fallback_aper_order);

  aper_order = fallback_aper_order;
  aper_alloc = allocate_aperture();
  if (!aper_alloc) {
   /*
 * Could disable AGP and IOMMU here, but it's
 * probably not worth it. But the later users
 * cannot deal with bad apertures and turning
 * on the aperture over memory causes very
 * strange problems, so it's better to panic
 * early.
 */
   panic("Not enough memory for aperture");
  }
 } else {
  return;
 }

 /*
 * If this is the kdump kernel _and_ the first kernel did not
 * configure the aperture in the northbridge, this range may
 * overlap with the first kernel's memory. We can't access the
 * range through vmcore even though it should be part of the dump.
 */
 exclude_from_core(aper_alloc, aper_order);

 /* Fix up the north bridges */
 for (i = 0; i < amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit; i++) {
  int bus, dev_base, dev_limit;

  /*
 * Don't enable translation yet but enable GART IO and CPU
 * accesses and set DISTLBWALKPRB since GART table memory is UC.
 */
  u32 ctl = aper_order << 1;

  bus = amd_nb_bus_dev_ranges[i].bus;
  dev_base = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_base;
  dev_limit = amd_nb_bus_dev_ranges[i].dev_limit;
  for (slot = dev_base; slot < dev_limit; slot++) {
   if (!early_is_amd_nb(read_pci_config(bus, slot, 3, 0x00)))
    continue;

   write_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTURECTL, ctl);
   write_pci_config(bus, slot, 3, AMD64_GARTAPERTUREBASE, aper_alloc >> 25);
  }
 }

 set_up_gart_resume(aper_order, aper_alloc);
}