Merge tag 'kvmarm-fixes-6.4-4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kvmar...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / drivers / pci / controller / pci-hyperv.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) Microsoft Corporation.
4  *
5  * Author:
6  *   Jake Oshins <jakeo@microsoft.com>
7  *
8  * This driver acts as a paravirtual front-end for PCI Express root buses.
9  * When a PCI Express function (either an entire device or an SR-IOV
10  * Virtual Function) is being passed through to the VM, this driver exposes
11  * a new bus to the guest VM.  This is modeled as a root PCI bus because
12  * no bridges are being exposed to the VM.  In fact, with a "Generation 2"
13  * VM within Hyper-V, there may seem to be no PCI bus at all in the VM
14  * until a device as been exposed using this driver.
15  *
16  * Each root PCI bus has its own PCI domain, which is called "Segment" in
17  * the PCI Firmware Specifications.  Thus while each device passed through
18  * to the VM using this front-end will appear at "device 0", the domain will
19  * be unique.  Typically, each bus will have one PCI function on it, though
20  * this driver does support more than one.
21  *
22  * In order to map the interrupts from the device through to the guest VM,
23  * this driver also implements an IRQ Domain, which handles interrupts (either
24  * MSI or MSI-X) associated with the functions on the bus.  As interrupts are
25  * set up, torn down, or reaffined, this driver communicates with the
26  * underlying hypervisor to adjust the mappings in the I/O MMU so that each
27  * interrupt will be delivered to the correct virtual processor at the right
28  * vector.  This driver does not support level-triggered (line-based)
29  * interrupts, and will report that the Interrupt Line register in the
30  * function's configuration space is zero.
31  *
32  * The rest of this driver mostly maps PCI concepts onto underlying Hyper-V
33  * facilities.  For instance, the configuration space of a function exposed
34  * by Hyper-V is mapped into a single page of memory space, and the
35  * read and write handlers for config space must be aware of this mechanism.
36  * Similarly, device setup and teardown involves messages sent to and from
37  * the PCI back-end driver in Hyper-V.
38  */
39
40 #include <linux/kernel.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/pci.h>
43 #include <linux/pci-ecam.h>
44 #include <linux/delay.h>
45 #include <linux/semaphore.h>
46 #include <linux/irq.h>
47 #include <linux/msi.h>
48 #include <linux/hyperv.h>
49 #include <linux/refcount.h>
50 #include <linux/irqdomain.h>
51 #include <linux/acpi.h>
52 #include <asm/mshyperv.h>
53
54 /*
55  * Protocol versions. The low word is the minor version, the high word the
56  * major version.
57  */
58
59 #define PCI_MAKE_VERSION(major, minor) ((u32)(((major) << 16) | (minor)))
60 #define PCI_MAJOR_VERSION(version) ((u32)(version) >> 16)
61 #define PCI_MINOR_VERSION(version) ((u32)(version) & 0xff)
62
63 enum pci_protocol_version_t {
64         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1 = PCI_MAKE_VERSION(1, 1),      /* Win10 */
65         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2 = PCI_MAKE_VERSION(1, 2),      /* RS1 */
66         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3 = PCI_MAKE_VERSION(1, 3),      /* Vibranium */
67         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_4 = PCI_MAKE_VERSION(1, 4),      /* WS2022 */
68 };
69
70 #define CPU_AFFINITY_ALL        -1ULL
71
72 /*
73  * Supported protocol versions in the order of probing - highest go
74  * first.
75  */
76 static enum pci_protocol_version_t pci_protocol_versions[] = {
77         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_4,
78         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3,
79         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2,
80         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1,
81 };
82
83 #define PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH  0x2000
84 #define CFG_PAGE_OFFSET 0x1000
85 #define CFG_PAGE_SIZE (PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH - CFG_PAGE_OFFSET)
86
87 #define MAX_SUPPORTED_MSI_MESSAGES 0x400
88
89 #define STATUS_REVISION_MISMATCH 0xC0000059
90
91 /* space for 32bit serial number as string */
92 #define SLOT_NAME_SIZE 11
93
94 /*
95  * Size of requestor for VMbus; the value is based on the observation
96  * that having more than one request outstanding is 'rare', and so 64
97  * should be generous in ensuring that we don't ever run out.
98  */
99 #define HV_PCI_RQSTOR_SIZE 64
100
101 /*
102  * Message Types
103  */
104
105 enum pci_message_type {
106         /*
107          * Version 1.1
108          */
109         PCI_MESSAGE_BASE                = 0x42490000,
110         PCI_BUS_RELATIONS               = PCI_MESSAGE_BASE + 0,
111         PCI_QUERY_BUS_RELATIONS         = PCI_MESSAGE_BASE + 1,
112         PCI_POWER_STATE_CHANGE          = PCI_MESSAGE_BASE + 4,
113         PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS = PCI_MESSAGE_BASE + 5,
114         PCI_QUERY_RESOURCE_RESOURCES    = PCI_MESSAGE_BASE + 6,
115         PCI_BUS_D0ENTRY                 = PCI_MESSAGE_BASE + 7,
116         PCI_BUS_D0EXIT                  = PCI_MESSAGE_BASE + 8,
117         PCI_READ_BLOCK                  = PCI_MESSAGE_BASE + 9,
118         PCI_WRITE_BLOCK                 = PCI_MESSAGE_BASE + 0xA,
119         PCI_EJECT                       = PCI_MESSAGE_BASE + 0xB,
120         PCI_QUERY_STOP                  = PCI_MESSAGE_BASE + 0xC,
121         PCI_REENABLE                    = PCI_MESSAGE_BASE + 0xD,
122         PCI_QUERY_STOP_FAILED           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xE,
123         PCI_EJECTION_COMPLETE           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xF,
124         PCI_RESOURCES_ASSIGNED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x10,
125         PCI_RESOURCES_RELEASED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x11,
126         PCI_INVALIDATE_BLOCK            = PCI_MESSAGE_BASE + 0x12,
127         PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION      = PCI_MESSAGE_BASE + 0x13,
128         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x14,
129         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x15,
130         PCI_RESOURCES_ASSIGNED2         = PCI_MESSAGE_BASE + 0x16,
131         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x17,
132         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x18, /* unused */
133         PCI_BUS_RELATIONS2              = PCI_MESSAGE_BASE + 0x19,
134         PCI_RESOURCES_ASSIGNED3         = PCI_MESSAGE_BASE + 0x1A,
135         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE3   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x1B,
136         PCI_MESSAGE_MAXIMUM
137 };
138
139 /*
140  * Structures defining the virtual PCI Express protocol.
141  */
142
143 union pci_version {
144         struct {
145                 u16 minor_version;
146                 u16 major_version;
147         } parts;
148         u32 version;
149 } __packed;
150
151 /*
152  * Function numbers are 8-bits wide on Express, as interpreted through ARI,
153  * which is all this driver does.  This representation is the one used in
154  * Windows, which is what is expected when sending this back and forth with
155  * the Hyper-V parent partition.
156  */
157 union win_slot_encoding {
158         struct {
159                 u32     dev:5;
160                 u32     func:3;
161                 u32     reserved:24;
162         } bits;
163         u32 slot;
164 } __packed;
165
166 /*
167  * Pretty much as defined in the PCI Specifications.
168  */
169 struct pci_function_description {
170         u16     v_id;   /* vendor ID */
171         u16     d_id;   /* device ID */
172         u8      rev;
173         u8      prog_intf;
174         u8      subclass;
175         u8      base_class;
176         u32     subsystem_id;
177         union win_slot_encoding win_slot;
178         u32     ser;    /* serial number */
179 } __packed;
180
181 enum pci_device_description_flags {
182         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NONE                 = 0x0,
183         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY        = 0x1,
184 };
185
186 struct pci_function_description2 {
187         u16     v_id;   /* vendor ID */
188         u16     d_id;   /* device ID */
189         u8      rev;
190         u8      prog_intf;
191         u8      subclass;
192         u8      base_class;
193         u32     subsystem_id;
194         union   win_slot_encoding win_slot;
195         u32     ser;    /* serial number */
196         u32     flags;
197         u16     virtual_numa_node;
198         u16     reserved;
199 } __packed;
200
201 /**
202  * struct hv_msi_desc
203  * @vector:             IDT entry
204  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
205  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
206  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
207  *                      Interrupt Descriptor Table that are
208  *                      occupied by this Message-Signaled
209  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
210  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
211  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
212  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
213  *                      entry would have its own descriptor.
214  * @reserved:           Empty space
215  * @cpu_mask:           All the target virtual processors.
216  */
217 struct hv_msi_desc {
218         u8      vector;
219         u8      delivery_mode;
220         u16     vector_count;
221         u32     reserved;
222         u64     cpu_mask;
223 } __packed;
224
225 /**
226  * struct hv_msi_desc2 - 1.2 version of hv_msi_desc
227  * @vector:             IDT entry
228  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
229  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
230  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
231  *                      Interrupt Descriptor Table that are
232  *                      occupied by this Message-Signaled
233  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
234  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
235  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
236  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
237  *                      entry would have its own descriptor.
238  * @processor_count:    number of bits enabled in array.
239  * @processor_array:    All the target virtual processors.
240  */
241 struct hv_msi_desc2 {
242         u8      vector;
243         u8      delivery_mode;
244         u16     vector_count;
245         u16     processor_count;
246         u16     processor_array[32];
247 } __packed;
248
249 /*
250  * struct hv_msi_desc3 - 1.3 version of hv_msi_desc
251  *      Everything is the same as in 'hv_msi_desc2' except that the size of the
252  *      'vector' field is larger to support bigger vector values. For ex: LPI
253  *      vectors on ARM.
254  */
255 struct hv_msi_desc3 {
256         u32     vector;
257         u8      delivery_mode;
258         u8      reserved;
259         u16     vector_count;
260         u16     processor_count;
261         u16     processor_array[32];
262 } __packed;
263
264 /**
265  * struct tran_int_desc
266  * @reserved:           unused, padding
267  * @vector_count:       same as in hv_msi_desc
268  * @data:               This is the "data payload" value that is
269  *                      written by the device when it generates
270  *                      a message-signaled interrupt, either MSI
271  *                      or MSI-X.
272  * @address:            This is the address to which the data
273  *                      payload is written on interrupt
274  *                      generation.
275  */
276 struct tran_int_desc {
277         u16     reserved;
278         u16     vector_count;
279         u32     data;
280         u64     address;
281 } __packed;
282
283 /*
284  * A generic message format for virtual PCI.
285  * Specific message formats are defined later in the file.
286  */
287
288 struct pci_message {
289         u32 type;
290 } __packed;
291
292 struct pci_child_message {
293         struct pci_message message_type;
294         union win_slot_encoding wslot;
295 } __packed;
296
297 struct pci_incoming_message {
298         struct vmpacket_descriptor hdr;
299         struct pci_message message_type;
300 } __packed;
301
302 struct pci_response {
303         struct vmpacket_descriptor hdr;
304         s32 status;                     /* negative values are failures */
305 } __packed;
306
307 struct pci_packet {
308         void (*completion_func)(void *context, struct pci_response *resp,
309                                 int resp_packet_size);
310         void *compl_ctxt;
311
312         struct pci_message message[];
313 };
314
315 /*
316  * Specific message types supporting the PCI protocol.
317  */
318
319 /*
320  * Version negotiation message. Sent from the guest to the host.
321  * The guest is free to try different versions until the host
322  * accepts the version.
323  *
324  * pci_version: The protocol version requested.
325  * is_last_attempt: If TRUE, this is the last version guest will request.
326  * reservedz: Reserved field, set to zero.
327  */
328
329 struct pci_version_request {
330         struct pci_message message_type;
331         u32 protocol_version;
332 } __packed;
333
334 /*
335  * Bus D0 Entry.  This is sent from the guest to the host when the virtual
336  * bus (PCI Express port) is ready for action.
337  */
338
339 struct pci_bus_d0_entry {
340         struct pci_message message_type;
341         u32 reserved;
342         u64 mmio_base;
343 } __packed;
344
345 struct pci_bus_relations {
346         struct pci_incoming_message incoming;
347         u32 device_count;
348         struct pci_function_description func[];
349 } __packed;
350
351 struct pci_bus_relations2 {
352         struct pci_incoming_message incoming;
353         u32 device_count;
354         struct pci_function_description2 func[];
355 } __packed;
356
357 struct pci_q_res_req_response {
358         struct vmpacket_descriptor hdr;
359         s32 status;                     /* negative values are failures */
360         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
361 } __packed;
362
363 struct pci_set_power {
364         struct pci_message message_type;
365         union win_slot_encoding wslot;
366         u32 power_state;                /* In Windows terms */
367         u32 reserved;
368 } __packed;
369
370 struct pci_set_power_response {
371         struct vmpacket_descriptor hdr;
372         s32 status;                     /* negative values are failures */
373         union win_slot_encoding wslot;
374         u32 resultant_state;            /* In Windows terms */
375         u32 reserved;
376 } __packed;
377
378 struct pci_resources_assigned {
379         struct pci_message message_type;
380         union win_slot_encoding wslot;
381         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
382         u32 msi_descriptors;
383         u32 reserved[4];
384 } __packed;
385
386 struct pci_resources_assigned2 {
387         struct pci_message message_type;
388         union win_slot_encoding wslot;
389         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
390         u32 msi_descriptor_count;
391         u8 reserved[70];
392 } __packed;
393
394 struct pci_create_interrupt {
395         struct pci_message message_type;
396         union win_slot_encoding wslot;
397         struct hv_msi_desc int_desc;
398 } __packed;
399
400 struct pci_create_int_response {
401         struct pci_response response;
402         u32 reserved;
403         struct tran_int_desc int_desc;
404 } __packed;
405
406 struct pci_create_interrupt2 {
407         struct pci_message message_type;
408         union win_slot_encoding wslot;
409         struct hv_msi_desc2 int_desc;
410 } __packed;
411
412 struct pci_create_interrupt3 {
413         struct pci_message message_type;
414         union win_slot_encoding wslot;
415         struct hv_msi_desc3 int_desc;
416 } __packed;
417
418 struct pci_delete_interrupt {
419         struct pci_message message_type;
420         union win_slot_encoding wslot;
421         struct tran_int_desc int_desc;
422 } __packed;
423
424 /*
425  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and bytes_requested.
426  */
427 struct pci_read_block {
428         struct pci_message message_type;
429         u32 block_id;
430         union win_slot_encoding wslot;
431         u32 bytes_requested;
432 } __packed;
433
434 struct pci_read_block_response {
435         struct vmpacket_descriptor hdr;
436         u32 status;
437         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
438 } __packed;
439
440 /*
441  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and byte_count.
442  */
443 struct pci_write_block {
444         struct pci_message message_type;
445         u32 block_id;
446         union win_slot_encoding wslot;
447         u32 byte_count;
448         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
449 } __packed;
450
451 struct pci_dev_inval_block {
452         struct pci_incoming_message incoming;
453         union win_slot_encoding wslot;
454         u64 block_mask;
455 } __packed;
456
457 struct pci_dev_incoming {
458         struct pci_incoming_message incoming;
459         union win_slot_encoding wslot;
460 } __packed;
461
462 struct pci_eject_response {
463         struct pci_message message_type;
464         union win_slot_encoding wslot;
465         u32 status;
466 } __packed;
467
468 static int pci_ring_size = (4 * PAGE_SIZE);
469
470 /*
471  * Driver specific state.
472  */
473
474 enum hv_pcibus_state {
475         hv_pcibus_init = 0,
476         hv_pcibus_probed,
477         hv_pcibus_installed,
478         hv_pcibus_removing,
479         hv_pcibus_maximum
480 };
481
482 struct hv_pcibus_device {
483 #ifdef CONFIG_X86
484         struct pci_sysdata sysdata;
485 #elif defined(CONFIG_ARM64)
486         struct pci_config_window sysdata;
487 #endif
488         struct pci_host_bridge *bridge;
489         struct fwnode_handle *fwnode;
490         /* Protocol version negotiated with the host */
491         enum pci_protocol_version_t protocol_version;
492         enum hv_pcibus_state state;
493         struct hv_device *hdev;
494         resource_size_t low_mmio_space;
495         resource_size_t high_mmio_space;
496         struct resource *mem_config;
497         struct resource *low_mmio_res;
498         struct resource *high_mmio_res;
499         struct completion *survey_event;
500         struct pci_bus *pci_bus;
501         spinlock_t config_lock; /* Avoid two threads writing index page */
502         spinlock_t device_list_lock;    /* Protect lists below */
503         void __iomem *cfg_addr;
504
505         struct list_head children;
506         struct list_head dr_list;
507
508         struct msi_domain_info msi_info;
509         struct irq_domain *irq_domain;
510
511         struct workqueue_struct *wq;
512
513         /* Highest slot of child device with resources allocated */
514         int wslot_res_allocated;
515         bool use_calls; /* Use hypercalls to access mmio cfg space */
516 };
517
518 /*
519  * Tracks "Device Relations" messages from the host, which must be both
520  * processed in order and deferred so that they don't run in the context
521  * of the incoming packet callback.
522  */
523 struct hv_dr_work {
524         struct work_struct wrk;
525         struct hv_pcibus_device *bus;
526 };
527
528 struct hv_pcidev_description {
529         u16     v_id;   /* vendor ID */
530         u16     d_id;   /* device ID */
531         u8      rev;
532         u8      prog_intf;
533         u8      subclass;
534         u8      base_class;
535         u32     subsystem_id;
536         union   win_slot_encoding win_slot;
537         u32     ser;    /* serial number */
538         u32     flags;
539         u16     virtual_numa_node;
540 };
541
542 struct hv_dr_state {
543         struct list_head list_entry;
544         u32 device_count;
545         struct hv_pcidev_description func[];
546 };
547
548 enum hv_pcichild_state {
549         hv_pcichild_init = 0,
550         hv_pcichild_requirements,
551         hv_pcichild_resourced,
552         hv_pcichild_ejecting,
553         hv_pcichild_maximum
554 };
555
556 struct hv_pci_dev {
557         /* List protected by pci_rescan_remove_lock */
558         struct list_head list_entry;
559         refcount_t refs;
560         enum hv_pcichild_state state;
561         struct pci_slot *pci_slot;
562         struct hv_pcidev_description desc;
563         bool reported_missing;
564         struct hv_pcibus_device *hbus;
565         struct work_struct wrk;
566
567         void (*block_invalidate)(void *context, u64 block_mask);
568         void *invalidate_context;
569
570         /*
571          * What would be observed if one wrote 0xFFFFFFFF to a BAR and then
572          * read it back, for each of the BAR offsets within config space.
573          */
574         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
575 };
576
577 struct hv_pci_compl {
578         struct completion host_event;
579         s32 completion_status;
580 };
581
582 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context);
583
584 #ifdef CONFIG_X86
585 #define DELIVERY_MODE   APIC_DELIVERY_MODE_FIXED
586 #define FLOW_HANDLER    handle_edge_irq
587 #define FLOW_NAME       "edge"
588
589 static int hv_pci_irqchip_init(void)
590 {
591         return 0;
592 }
593
594 static struct irq_domain *hv_pci_get_root_domain(void)
595 {
596         return x86_vector_domain;
597 }
598
599 static unsigned int hv_msi_get_int_vector(struct irq_data *data)
600 {
601         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
602
603         return cfg->vector;
604 }
605
606 #define hv_msi_prepare          pci_msi_prepare
607
608 /**
609  * hv_arch_irq_unmask() - "Unmask" the IRQ by setting its current
610  * affinity.
611  * @data:       Describes the IRQ
612  *
613  * Build new a destination for the MSI and make a hypercall to
614  * update the Interrupt Redirection Table. "Device Logical ID"
615  * is built out of this PCI bus's instance GUID and the function
616  * number of the device.
617  */
618 static void hv_arch_irq_unmask(struct irq_data *data)
619 {
620         struct msi_desc *msi_desc = irq_data_get_msi_desc(data);
621         struct hv_retarget_device_interrupt *params;
622         struct tran_int_desc *int_desc;
623         struct hv_pcibus_device *hbus;
624         const struct cpumask *dest;
625         cpumask_var_t tmp;
626         struct pci_bus *pbus;
627         struct pci_dev *pdev;
628         unsigned long flags;
629         u32 var_size = 0;
630         int cpu, nr_bank;
631         u64 res;
632
633         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
634         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
635         pbus = pdev->bus;
636         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
637         int_desc = data->chip_data;
638
639         local_irq_save(flags);
640
641         params = *this_cpu_ptr(hyperv_pcpu_input_arg);
642         memset(params, 0, sizeof(*params));
643         params->partition_id = HV_PARTITION_ID_SELF;
644         params->int_entry.source = HV_INTERRUPT_SOURCE_MSI;
645         params->int_entry.msi_entry.address.as_uint32 = int_desc->address & 0xffffffff;
646         params->int_entry.msi_entry.data.as_uint32 = int_desc->data;
647         params->device_id = (hbus->hdev->dev_instance.b[5] << 24) |
648                            (hbus->hdev->dev_instance.b[4] << 16) |
649                            (hbus->hdev->dev_instance.b[7] << 8) |
650                            (hbus->hdev->dev_instance.b[6] & 0xf8) |
651                            PCI_FUNC(pdev->devfn);
652         params->int_target.vector = hv_msi_get_int_vector(data);
653
654         /*
655          * Honoring apic->delivery_mode set to APIC_DELIVERY_MODE_FIXED by
656          * setting the HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_MULTICAST flag results in a
657          * spurious interrupt storm. Not doing so does not seem to have a
658          * negative effect (yet?).
659          */
660
661         if (hbus->protocol_version >= PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
662                 /*
663                  * PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2 supports the VP_SET version of the
664                  * HVCALL_RETARGET_INTERRUPT hypercall, which also coincides
665                  * with >64 VP support.
666                  * ms_hyperv.hints & HV_X64_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED
667                  * is not sufficient for this hypercall.
668                  */
669                 params->int_target.flags |=
670                         HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_PROCESSOR_SET;
671
672                 if (!alloc_cpumask_var(&tmp, GFP_ATOMIC)) {
673                         res = 1;
674                         goto out;
675                 }
676
677                 cpumask_and(tmp, dest, cpu_online_mask);
678                 nr_bank = cpumask_to_vpset(&params->int_target.vp_set, tmp);
679                 free_cpumask_var(tmp);
680
681                 if (nr_bank <= 0) {
682                         res = 1;
683                         goto out;
684                 }
685
686                 /*
687                  * var-sized hypercall, var-size starts after vp_mask (thus
688                  * vp_set.format does not count, but vp_set.valid_bank_mask
689                  * does).
690                  */
691                 var_size = 1 + nr_bank;
692         } else {
693                 for_each_cpu_and(cpu, dest, cpu_online_mask) {
694                         params->int_target.vp_mask |=
695                                 (1ULL << hv_cpu_number_to_vp_number(cpu));
696                 }
697         }
698
699         res = hv_do_hypercall(HVCALL_RETARGET_INTERRUPT | (var_size << 17),
700                               params, NULL);
701
702 out:
703         local_irq_restore(flags);
704
705         /*
706          * During hibernation, when a CPU is offlined, the kernel tries
707          * to move the interrupt to the remaining CPUs that haven't
708          * been offlined yet. In this case, the below hv_do_hypercall()
709          * always fails since the vmbus channel has been closed:
710          * refer to cpu_disable_common() -> fixup_irqs() ->
711          * irq_migrate_all_off_this_cpu() -> migrate_one_irq().
712          *
713          * Suppress the error message for hibernation because the failure
714          * during hibernation does not matter (at this time all the devices
715          * have been frozen). Note: the correct affinity info is still updated
716          * into the irqdata data structure in migrate_one_irq() ->
717          * irq_do_set_affinity(), so later when the VM resumes,
718          * hv_pci_restore_msi_state() is able to correctly restore the
719          * interrupt with the correct affinity.
720          */
721         if (!hv_result_success(res) && hbus->state != hv_pcibus_removing)
722                 dev_err(&hbus->hdev->device,
723                         "%s() failed: %#llx", __func__, res);
724 }
725 #elif defined(CONFIG_ARM64)
726 /*
727  * SPI vectors to use for vPCI; arch SPIs range is [32, 1019], but leaving a bit
728  * of room at the start to allow for SPIs to be specified through ACPI and
729  * starting with a power of two to satisfy power of 2 multi-MSI requirement.
730  */
731 #define HV_PCI_MSI_SPI_START    64
732 #define HV_PCI_MSI_SPI_NR       (1020 - HV_PCI_MSI_SPI_START)
733 #define DELIVERY_MODE           0
734 #define FLOW_HANDLER            NULL
735 #define FLOW_NAME               NULL
736 #define hv_msi_prepare          NULL
737
738 struct hv_pci_chip_data {
739         DECLARE_BITMAP(spi_map, HV_PCI_MSI_SPI_NR);
740         struct mutex    map_lock;
741 };
742
743 /* Hyper-V vPCI MSI GIC IRQ domain */
744 static struct irq_domain *hv_msi_gic_irq_domain;
745
746 /* Hyper-V PCI MSI IRQ chip */
747 static struct irq_chip hv_arm64_msi_irq_chip = {
748         .name = "MSI",
749         .irq_set_affinity = irq_chip_set_affinity_parent,
750         .irq_eoi = irq_chip_eoi_parent,
751         .irq_mask = irq_chip_mask_parent,
752         .irq_unmask = irq_chip_unmask_parent
753 };
754
755 static unsigned int hv_msi_get_int_vector(struct irq_data *irqd)
756 {
757         return irqd->parent_data->hwirq;
758 }
759
760 /*
761  * @nr_bm_irqs:         Indicates the number of IRQs that were allocated from
762  *                      the bitmap.
763  * @nr_dom_irqs:        Indicates the number of IRQs that were allocated from
764  *                      the parent domain.
765  */
766 static void hv_pci_vec_irq_free(struct irq_domain *domain,
767                                 unsigned int virq,
768                                 unsigned int nr_bm_irqs,
769                                 unsigned int nr_dom_irqs)
770 {
771         struct hv_pci_chip_data *chip_data = domain->host_data;
772         struct irq_data *d = irq_domain_get_irq_data(domain, virq);
773         int first = d->hwirq - HV_PCI_MSI_SPI_START;
774         int i;
775
776         mutex_lock(&chip_data->map_lock);
777         bitmap_release_region(chip_data->spi_map,
778                               first,
779                               get_count_order(nr_bm_irqs));
780         mutex_unlock(&chip_data->map_lock);
781         for (i = 0; i < nr_dom_irqs; i++) {
782                 if (i)
783                         d = irq_domain_get_irq_data(domain, virq + i);
784                 irq_domain_reset_irq_data(d);
785         }
786
787         irq_domain_free_irqs_parent(domain, virq, nr_dom_irqs);
788 }
789
790 static void hv_pci_vec_irq_domain_free(struct irq_domain *domain,
791                                        unsigned int virq,
792                                        unsigned int nr_irqs)
793 {
794         hv_pci_vec_irq_free(domain, virq, nr_irqs, nr_irqs);
795 }
796
797 static int hv_pci_vec_alloc_device_irq(struct irq_domain *domain,
798                                        unsigned int nr_irqs,
799                                        irq_hw_number_t *hwirq)
800 {
801         struct hv_pci_chip_data *chip_data = domain->host_data;
802         int index;
803
804         /* Find and allocate region from the SPI bitmap */
805         mutex_lock(&chip_data->map_lock);
806         index = bitmap_find_free_region(chip_data->spi_map,
807                                         HV_PCI_MSI_SPI_NR,
808                                         get_count_order(nr_irqs));
809         mutex_unlock(&chip_data->map_lock);
810         if (index < 0)
811                 return -ENOSPC;
812
813         *hwirq = index + HV_PCI_MSI_SPI_START;
814
815         return 0;
816 }
817
818 static int hv_pci_vec_irq_gic_domain_alloc(struct irq_domain *domain,
819                                            unsigned int virq,
820                                            irq_hw_number_t hwirq)
821 {
822         struct irq_fwspec fwspec;
823         struct irq_data *d;
824         int ret;
825
826         fwspec.fwnode = domain->parent->fwnode;
827         fwspec.param_count = 2;
828         fwspec.param[0] = hwirq;
829         fwspec.param[1] = IRQ_TYPE_EDGE_RISING;
830
831         ret = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, 1, &fwspec);
832         if (ret)
833                 return ret;
834
835         /*
836          * Since the interrupt specifier is not coming from ACPI or DT, the
837          * trigger type will need to be set explicitly. Otherwise, it will be
838          * set to whatever is in the GIC configuration.
839          */
840         d = irq_domain_get_irq_data(domain->parent, virq);
841
842         return d->chip->irq_set_type(d, IRQ_TYPE_EDGE_RISING);
843 }
844
845 static int hv_pci_vec_irq_domain_alloc(struct irq_domain *domain,
846                                        unsigned int virq, unsigned int nr_irqs,
847                                        void *args)
848 {
849         irq_hw_number_t hwirq;
850         unsigned int i;
851         int ret;
852
853         ret = hv_pci_vec_alloc_device_irq(domain, nr_irqs, &hwirq);
854         if (ret)
855                 return ret;
856
857         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
858                 ret = hv_pci_vec_irq_gic_domain_alloc(domain, virq + i,
859                                                       hwirq + i);
860                 if (ret) {
861                         hv_pci_vec_irq_free(domain, virq, nr_irqs, i);
862                         return ret;
863                 }
864
865                 irq_domain_set_hwirq_and_chip(domain, virq + i,
866                                               hwirq + i,
867                                               &hv_arm64_msi_irq_chip,
868                                               domain->host_data);
869                 pr_debug("pID:%d vID:%u\n", (int)(hwirq + i), virq + i);
870         }
871
872         return 0;
873 }
874
875 /*
876  * Pick the first cpu as the irq affinity that can be temporarily used for
877  * composing MSI from the hypervisor. GIC will eventually set the right
878  * affinity for the irq and the 'unmask' will retarget the interrupt to that
879  * cpu.
880  */
881 static int hv_pci_vec_irq_domain_activate(struct irq_domain *domain,
882                                           struct irq_data *irqd, bool reserve)
883 {
884         int cpu = cpumask_first(cpu_present_mask);
885
886         irq_data_update_effective_affinity(irqd, cpumask_of(cpu));
887
888         return 0;
889 }
890
891 static const struct irq_domain_ops hv_pci_domain_ops = {
892         .alloc  = hv_pci_vec_irq_domain_alloc,
893         .free   = hv_pci_vec_irq_domain_free,
894         .activate = hv_pci_vec_irq_domain_activate,
895 };
896
897 static int hv_pci_irqchip_init(void)
898 {
899         static struct hv_pci_chip_data *chip_data;
900         struct fwnode_handle *fn = NULL;
901         int ret = -ENOMEM;
902
903         chip_data = kzalloc(sizeof(*chip_data), GFP_KERNEL);
904         if (!chip_data)
905                 return ret;
906
907         mutex_init(&chip_data->map_lock);
908         fn = irq_domain_alloc_named_fwnode("hv_vpci_arm64");
909         if (!fn)
910                 goto free_chip;
911
912         /*
913          * IRQ domain once enabled, should not be removed since there is no
914          * way to ensure that all the corresponding devices are also gone and
915          * no interrupts will be generated.
916          */
917         hv_msi_gic_irq_domain = acpi_irq_create_hierarchy(0, HV_PCI_MSI_SPI_NR,
918                                                           fn, &hv_pci_domain_ops,
919                                                           chip_data);
920
921         if (!hv_msi_gic_irq_domain) {
922                 pr_err("Failed to create Hyper-V arm64 vPCI MSI IRQ domain\n");
923                 goto free_chip;
924         }
925
926         return 0;
927
928 free_chip:
929         kfree(chip_data);
930         if (fn)
931                 irq_domain_free_fwnode(fn);
932
933         return ret;
934 }
935
936 static struct irq_domain *hv_pci_get_root_domain(void)
937 {
938         return hv_msi_gic_irq_domain;
939 }
940
941 /*
942  * SPIs are used for interrupts of PCI devices and SPIs is managed via GICD
943  * registers which Hyper-V already supports, so no hypercall needed.
944  */
945 static void hv_arch_irq_unmask(struct irq_data *data) { }
946 #endif /* CONFIG_ARM64 */
947
948 /**
949  * hv_pci_generic_compl() - Invoked for a completion packet
950  * @context:            Set up by the sender of the packet.
951  * @resp:               The response packet
952  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the packet
953  *
954  * This function is used to trigger an event and report status
955  * for any message for which the completion packet contains a
956  * status and nothing else.
957  */
958 static void hv_pci_generic_compl(void *context, struct pci_response *resp,
959                                  int resp_packet_size)
960 {
961         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
962
963         comp_pkt->completion_status = resp->status;
964         complete(&comp_pkt->host_event);
965 }
966
967 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
968                                                 u32 wslot);
969
970 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
971 {
972         refcount_inc(&hpdev->refs);
973 }
974
975 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
976 {
977         if (refcount_dec_and_test(&hpdev->refs))
978                 kfree(hpdev);
979 }
980
981 /*
982  * There is no good way to get notified from vmbus_onoffer_rescind(),
983  * so let's use polling here, since this is not a hot path.
984  */
985 static int wait_for_response(struct hv_device *hdev,
986                              struct completion *comp)
987 {
988         while (true) {
989                 if (hdev->channel->rescind) {
990                         dev_warn_once(&hdev->device, "The device is gone.\n");
991                         return -ENODEV;
992                 }
993
994                 if (wait_for_completion_timeout(comp, HZ / 10))
995                         break;
996         }
997
998         return 0;
999 }
1000
1001 /**
1002  * devfn_to_wslot() - Convert from Linux PCI slot to Windows
1003  * @devfn:      The Linux representation of PCI slot
1004  *
1005  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
1006  *
1007  * Return: The Windows representation
1008  */
1009 static u32 devfn_to_wslot(int devfn)
1010 {
1011         union win_slot_encoding wslot;
1012
1013         wslot.slot = 0;
1014         wslot.bits.dev = PCI_SLOT(devfn);
1015         wslot.bits.func = PCI_FUNC(devfn);
1016
1017         return wslot.slot;
1018 }
1019
1020 /**
1021  * wslot_to_devfn() - Convert from Windows PCI slot to Linux
1022  * @wslot:      The Windows representation of PCI slot
1023  *
1024  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
1025  *
1026  * Return: The Linux representation
1027  */
1028 static int wslot_to_devfn(u32 wslot)
1029 {
1030         union win_slot_encoding slot_no;
1031
1032         slot_no.slot = wslot;
1033         return PCI_DEVFN(slot_no.bits.dev, slot_no.bits.func);
1034 }
1035
1036 static void hv_pci_read_mmio(struct device *dev, phys_addr_t gpa, int size, u32 *val)
1037 {
1038         struct hv_mmio_read_input *in;
1039         struct hv_mmio_read_output *out;
1040         u64 ret;
1041
1042         /*
1043          * Must be called with interrupts disabled so it is safe
1044          * to use the per-cpu input argument page.  Use it for
1045          * both input and output.
1046          */
1047         in = *this_cpu_ptr(hyperv_pcpu_input_arg);
1048         out = *this_cpu_ptr(hyperv_pcpu_input_arg) + sizeof(*in);
1049         in->gpa = gpa;
1050         in->size = size;
1051
1052         ret = hv_do_hypercall(HVCALL_MMIO_READ, in, out);
1053         if (hv_result_success(ret)) {
1054                 switch (size) {
1055                 case 1:
1056                         *val = *(u8 *)(out->data);
1057                         break;
1058                 case 2:
1059                         *val = *(u16 *)(out->data);
1060                         break;
1061                 default:
1062                         *val = *(u32 *)(out->data);
1063                         break;
1064                 }
1065         } else
1066                 dev_err(dev, "MMIO read hypercall error %llx addr %llx size %d\n",
1067                                 ret, gpa, size);
1068 }
1069
1070 static void hv_pci_write_mmio(struct device *dev, phys_addr_t gpa, int size, u32 val)
1071 {
1072         struct hv_mmio_write_input *in;
1073         u64 ret;
1074
1075         /*
1076          * Must be called with interrupts disabled so it is safe
1077          * to use the per-cpu input argument memory.
1078          */
1079         in = *this_cpu_ptr(hyperv_pcpu_input_arg);
1080         in->gpa = gpa;
1081         in->size = size;
1082         switch (size) {
1083         case 1:
1084                 *(u8 *)(in->data) = val;
1085                 break;
1086         case 2:
1087                 *(u16 *)(in->data) = val;
1088                 break;
1089         default:
1090                 *(u32 *)(in->data) = val;
1091                 break;
1092         }
1093
1094         ret = hv_do_hypercall(HVCALL_MMIO_WRITE, in, NULL);
1095         if (!hv_result_success(ret))
1096                 dev_err(dev, "MMIO write hypercall error %llx addr %llx size %d\n",
1097                                 ret, gpa, size);
1098 }
1099
1100 /*
1101  * PCI Configuration Space for these root PCI buses is implemented as a pair
1102  * of pages in memory-mapped I/O space.  Writing to the first page chooses
1103  * the PCI function being written or read.  Once the first page has been
1104  * written to, the following page maps in the entire configuration space of
1105  * the function.
1106  */
1107
1108 /**
1109  * _hv_pcifront_read_config() - Internal PCI config read
1110  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
1111  * @where:      Offset within config space
1112  * @size:       Size of the transfer
1113  * @val:        Pointer to the buffer receiving the data
1114  */
1115 static void _hv_pcifront_read_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
1116                                      int size, u32 *val)
1117 {
1118         struct hv_pcibus_device *hbus = hpdev->hbus;
1119         struct device *dev = &hbus->hdev->device;
1120         int offset = where + CFG_PAGE_OFFSET;
1121         unsigned long flags;
1122
1123         /*
1124          * If the attempt is to read the IDs or the ROM BAR, simulate that.
1125          */
1126         if (where + size <= PCI_COMMAND) {
1127                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.v_id) + where, size);
1128         } else if (where >= PCI_CLASS_REVISION && where + size <=
1129                    PCI_CACHE_LINE_SIZE) {
1130                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.rev) + where -
1131                        PCI_CLASS_REVISION, size);
1132         } else if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID && where + size <=
1133                    PCI_ROM_ADDRESS) {
1134                 memcpy(val, (u8 *)&hpdev->desc.subsystem_id + where -
1135                        PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID, size);
1136         } else if (where >= PCI_ROM_ADDRESS && where + size <=
1137                    PCI_CAPABILITY_LIST) {
1138                 /* ROM BARs are unimplemented */
1139                 *val = 0;
1140         } else if (where >= PCI_INTERRUPT_LINE && where + size <=
1141                    PCI_INTERRUPT_PIN) {
1142                 /*
1143                  * Interrupt Line and Interrupt PIN are hard-wired to zero
1144                  * because this front-end only supports message-signaled
1145                  * interrupts.
1146                  */
1147                 *val = 0;
1148         } else if (where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
1149
1150                 spin_lock_irqsave(&hbus->config_lock, flags);
1151                 if (hbus->use_calls) {
1152                         phys_addr_t addr = hbus->mem_config->start + offset;
1153
1154                         hv_pci_write_mmio(dev, hbus->mem_config->start, 4,
1155                                                 hpdev->desc.win_slot.slot);
1156                         hv_pci_read_mmio(dev, addr, size, val);
1157                 } else {
1158                         void __iomem *addr = hbus->cfg_addr + offset;
1159
1160                         /* Choose the function to be read. (See comment above) */
1161                         writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hbus->cfg_addr);
1162                         /* Make sure the function was chosen before reading. */
1163                         mb();
1164                         /* Read from that function's config space. */
1165                         switch (size) {
1166                         case 1:
1167                                 *val = readb(addr);
1168                                 break;
1169                         case 2:
1170                                 *val = readw(addr);
1171                                 break;
1172                         default:
1173                                 *val = readl(addr);
1174                                 break;
1175                         }
1176                         /*
1177                          * Make sure the read was done before we release the
1178                          * spinlock allowing consecutive reads/writes.
1179                          */
1180                         mb();
1181                 }
1182                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->config_lock, flags);
1183         } else {
1184                 dev_err(dev, "Attempt to read beyond a function's config space.\n");
1185         }
1186 }
1187
1188 static u16 hv_pcifront_get_vendor_id(struct hv_pci_dev *hpdev)
1189 {
1190         struct hv_pcibus_device *hbus = hpdev->hbus;
1191         struct device *dev = &hbus->hdev->device;
1192         u32 val;
1193         u16 ret;
1194         unsigned long flags;
1195
1196         spin_lock_irqsave(&hbus->config_lock, flags);
1197
1198         if (hbus->use_calls) {
1199                 phys_addr_t addr = hbus->mem_config->start +
1200                                          CFG_PAGE_OFFSET + PCI_VENDOR_ID;
1201
1202                 hv_pci_write_mmio(dev, hbus->mem_config->start, 4,
1203                                         hpdev->desc.win_slot.slot);
1204                 hv_pci_read_mmio(dev, addr, 2, &val);
1205                 ret = val;  /* Truncates to 16 bits */
1206         } else {
1207                 void __iomem *addr = hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET +
1208                                              PCI_VENDOR_ID;
1209                 /* Choose the function to be read. (See comment above) */
1210                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hbus->cfg_addr);
1211                 /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
1212                 mb();
1213                 /* Read from that function's config space. */
1214                 ret = readw(addr);
1215                 /*
1216                  * mb() is not required here, because the
1217                  * spin_unlock_irqrestore() is a barrier.
1218                  */
1219         }
1220
1221         spin_unlock_irqrestore(&hbus->config_lock, flags);
1222
1223         return ret;
1224 }
1225
1226 /**
1227  * _hv_pcifront_write_config() - Internal PCI config write
1228  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
1229  * @where:      Offset within config space
1230  * @size:       Size of the transfer
1231  * @val:        The data being transferred
1232  */
1233 static void _hv_pcifront_write_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
1234                                       int size, u32 val)
1235 {
1236         struct hv_pcibus_device *hbus = hpdev->hbus;
1237         struct device *dev = &hbus->hdev->device;
1238         int offset = where + CFG_PAGE_OFFSET;
1239         unsigned long flags;
1240
1241         if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID &&
1242             where + size <= PCI_CAPABILITY_LIST) {
1243                 /* SSIDs and ROM BARs are read-only */
1244         } else if (where >= PCI_COMMAND && where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
1245                 spin_lock_irqsave(&hbus->config_lock, flags);
1246
1247                 if (hbus->use_calls) {
1248                         phys_addr_t addr = hbus->mem_config->start + offset;
1249
1250                         hv_pci_write_mmio(dev, hbus->mem_config->start, 4,
1251                                                 hpdev->desc.win_slot.slot);
1252                         hv_pci_write_mmio(dev, addr, size, val);
1253                 } else {
1254                         void __iomem *addr = hbus->cfg_addr + offset;
1255
1256                         /* Choose the function to write. (See comment above) */
1257                         writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hbus->cfg_addr);
1258                         /* Make sure the function was chosen before writing. */
1259                         wmb();
1260                         /* Write to that function's config space. */
1261                         switch (size) {
1262                         case 1:
1263                                 writeb(val, addr);
1264                                 break;
1265                         case 2:
1266                                 writew(val, addr);
1267                                 break;
1268                         default:
1269                                 writel(val, addr);
1270                                 break;
1271                         }
1272                         /*
1273                          * Make sure the write was done before we release the
1274                          * spinlock allowing consecutive reads/writes.
1275                          */
1276                         mb();
1277                 }
1278                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->config_lock, flags);
1279         } else {
1280                 dev_err(dev, "Attempt to write beyond a function's config space.\n");
1281         }
1282 }
1283
1284 /**
1285  * hv_pcifront_read_config() - Read configuration space
1286  * @bus: PCI Bus structure
1287  * @devfn: Device/function
1288  * @where: Offset from base
1289  * @size: Byte/word/dword
1290  * @val: Value to be read
1291  *
1292  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
1293  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
1294  */
1295 static int hv_pcifront_read_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
1296                                    int where, int size, u32 *val)
1297 {
1298         struct hv_pcibus_device *hbus =
1299                 container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1300         struct hv_pci_dev *hpdev;
1301
1302         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
1303         if (!hpdev)
1304                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
1305
1306         _hv_pcifront_read_config(hpdev, where, size, val);
1307
1308         put_pcichild(hpdev);
1309         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
1310 }
1311
1312 /**
1313  * hv_pcifront_write_config() - Write configuration space
1314  * @bus: PCI Bus structure
1315  * @devfn: Device/function
1316  * @where: Offset from base
1317  * @size: Byte/word/dword
1318  * @val: Value to be written to device
1319  *
1320  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
1321  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
1322  */
1323 static int hv_pcifront_write_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
1324                                     int where, int size, u32 val)
1325 {
1326         struct hv_pcibus_device *hbus =
1327             container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1328         struct hv_pci_dev *hpdev;
1329
1330         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
1331         if (!hpdev)
1332                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
1333
1334         _hv_pcifront_write_config(hpdev, where, size, val);
1335
1336         put_pcichild(hpdev);
1337         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
1338 }
1339
1340 /* PCIe operations */
1341 static struct pci_ops hv_pcifront_ops = {
1342         .read  = hv_pcifront_read_config,
1343         .write = hv_pcifront_write_config,
1344 };
1345
1346 /*
1347  * Paravirtual backchannel
1348  *
1349  * Hyper-V SR-IOV provides a backchannel mechanism in software for
1350  * communication between a VF driver and a PF driver.  These
1351  * "configuration blocks" are similar in concept to PCI configuration space,
1352  * but instead of doing reads and writes in 32-bit chunks through a very slow
1353  * path, packets of up to 128 bytes can be sent or received asynchronously.
1354  *
1355  * Nearly every SR-IOV device contains just such a communications channel in
1356  * hardware, so using this one in software is usually optional.  Using the
1357  * software channel, however, allows driver implementers to leverage software
1358  * tools that fuzz the communications channel looking for vulnerabilities.
1359  *
1360  * The usage model for these packets puts the responsibility for reading or
1361  * writing on the VF driver.  The VF driver sends a read or a write packet,
1362  * indicating which "block" is being referred to by number.
1363  *
1364  * If the PF driver wishes to initiate communication, it can "invalidate" one or
1365  * more of the first 64 blocks.  This invalidation is delivered via a callback
1366  * supplied by the VF driver by this driver.
1367  *
1368  * No protocol is implied, except that supplied by the PF and VF drivers.
1369  */
1370
1371 struct hv_read_config_compl {
1372         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1373         void *buf;
1374         unsigned int len;
1375         unsigned int bytes_returned;
1376 };
1377
1378 /**
1379  * hv_pci_read_config_compl() - Invoked when a response packet
1380  * for a read config block operation arrives.
1381  * @context:            Identifies the read config operation
1382  * @resp:               The response packet itself
1383  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
1384  */
1385 static void hv_pci_read_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1386                                      int resp_packet_size)
1387 {
1388         struct hv_read_config_compl *comp = context;
1389         struct pci_read_block_response *read_resp =
1390                 (struct pci_read_block_response *)resp;
1391         unsigned int data_len, hdr_len;
1392
1393         hdr_len = offsetof(struct pci_read_block_response, bytes);
1394         if (resp_packet_size < hdr_len) {
1395                 comp->comp_pkt.completion_status = -1;
1396                 goto out;
1397         }
1398
1399         data_len = resp_packet_size - hdr_len;
1400         if (data_len > 0 && read_resp->status == 0) {
1401                 comp->bytes_returned = min(comp->len, data_len);
1402                 memcpy(comp->buf, read_resp->bytes, comp->bytes_returned);
1403         } else {
1404                 comp->bytes_returned = 0;
1405         }
1406
1407         comp->comp_pkt.completion_status = read_resp->status;
1408 out:
1409         complete(&comp->comp_pkt.host_event);
1410 }
1411
1412 /**
1413  * hv_read_config_block() - Sends a read config block request to
1414  * the back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
1415  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1416  * @buf:                Buffer into which the config block will be copied.
1417  * @len:                Size in bytes of buf.
1418  * @block_id:           Identifies the config block which has been requested.
1419  * @bytes_returned:     Size which came back from the back-end driver.
1420  *
1421  * Return: 0 on success, -errno on failure
1422  */
1423 static int hv_read_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
1424                                 unsigned int len, unsigned int block_id,
1425                                 unsigned int *bytes_returned)
1426 {
1427         struct hv_pcibus_device *hbus =
1428                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1429                              sysdata);
1430         struct {
1431                 struct pci_packet pkt;
1432                 char buf[sizeof(struct pci_read_block)];
1433         } pkt;
1434         struct hv_read_config_compl comp_pkt;
1435         struct pci_read_block *read_blk;
1436         int ret;
1437
1438         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
1439                 return -EINVAL;
1440
1441         init_completion(&comp_pkt.comp_pkt.host_event);
1442         comp_pkt.buf = buf;
1443         comp_pkt.len = len;
1444
1445         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1446         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_read_config_compl;
1447         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
1448         read_blk = (struct pci_read_block *)&pkt.pkt.message;
1449         read_blk->message_type.type = PCI_READ_BLOCK;
1450         read_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
1451         read_blk->block_id = block_id;
1452         read_blk->bytes_requested = len;
1453
1454         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, read_blk,
1455                                sizeof(*read_blk), (unsigned long)&pkt.pkt,
1456                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1457                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1458         if (ret)
1459                 return ret;
1460
1461         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.comp_pkt.host_event);
1462         if (ret)
1463                 return ret;
1464
1465         if (comp_pkt.comp_pkt.completion_status != 0 ||
1466             comp_pkt.bytes_returned == 0) {
1467                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1468                         "Read Config Block failed: 0x%x, bytes_returned=%d\n",
1469                         comp_pkt.comp_pkt.completion_status,
1470                         comp_pkt.bytes_returned);
1471                 return -EIO;
1472         }
1473
1474         *bytes_returned = comp_pkt.bytes_returned;
1475         return 0;
1476 }
1477
1478 /**
1479  * hv_pci_write_config_compl() - Invoked when a response packet for a write
1480  * config block operation arrives.
1481  * @context:            Identifies the write config operation
1482  * @resp:               The response packet itself
1483  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
1484  */
1485 static void hv_pci_write_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1486                                       int resp_packet_size)
1487 {
1488         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
1489
1490         comp_pkt->completion_status = resp->status;
1491         complete(&comp_pkt->host_event);
1492 }
1493
1494 /**
1495  * hv_write_config_block() - Sends a write config block request to the
1496  * back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
1497  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1498  * @buf:                Buffer from which the config block will be copied.
1499  * @len:                Size in bytes of buf.
1500  * @block_id:           Identifies the config block which is being written.
1501  *
1502  * Return: 0 on success, -errno on failure
1503  */
1504 static int hv_write_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
1505                                 unsigned int len, unsigned int block_id)
1506 {
1507         struct hv_pcibus_device *hbus =
1508                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1509                              sysdata);
1510         struct {
1511                 struct pci_packet pkt;
1512                 char buf[sizeof(struct pci_write_block)];
1513                 u32 reserved;
1514         } pkt;
1515         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1516         struct pci_write_block *write_blk;
1517         u32 pkt_size;
1518         int ret;
1519
1520         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
1521                 return -EINVAL;
1522
1523         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1524
1525         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1526         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_write_config_compl;
1527         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
1528         write_blk = (struct pci_write_block *)&pkt.pkt.message;
1529         write_blk->message_type.type = PCI_WRITE_BLOCK;
1530         write_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
1531         write_blk->block_id = block_id;
1532         write_blk->byte_count = len;
1533         memcpy(write_blk->bytes, buf, len);
1534         pkt_size = offsetof(struct pci_write_block, bytes) + len;
1535         /*
1536          * This quirk is required on some hosts shipped around 2018, because
1537          * these hosts don't check the pkt_size correctly (new hosts have been
1538          * fixed since early 2019). The quirk is also safe on very old hosts
1539          * and new hosts, because, on them, what really matters is the length
1540          * specified in write_blk->byte_count.
1541          */
1542         pkt_size += sizeof(pkt.reserved);
1543
1544         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, write_blk, pkt_size,
1545                                (unsigned long)&pkt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1546                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1547         if (ret)
1548                 return ret;
1549
1550         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event);
1551         if (ret)
1552                 return ret;
1553
1554         if (comp_pkt.completion_status != 0) {
1555                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1556                         "Write Config Block failed: 0x%x\n",
1557                         comp_pkt.completion_status);
1558                 return -EIO;
1559         }
1560
1561         return 0;
1562 }
1563
1564 /**
1565  * hv_register_block_invalidate() - Invoked when a config block invalidation
1566  * arrives from the back-end driver.
1567  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1568  * @context:            Identifies the device.
1569  * @block_invalidate:   Identifies all of the blocks being invalidated.
1570  *
1571  * Return: 0 on success, -errno on failure
1572  */
1573 static int hv_register_block_invalidate(struct pci_dev *pdev, void *context,
1574                                         void (*block_invalidate)(void *context,
1575                                                                  u64 block_mask))
1576 {
1577         struct hv_pcibus_device *hbus =
1578                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1579                              sysdata);
1580         struct hv_pci_dev *hpdev;
1581
1582         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1583         if (!hpdev)
1584                 return -ENODEV;
1585
1586         hpdev->block_invalidate = block_invalidate;
1587         hpdev->invalidate_context = context;
1588
1589         put_pcichild(hpdev);
1590         return 0;
1591
1592 }
1593
1594 /* Interrupt management hooks */
1595 static void hv_int_desc_free(struct hv_pci_dev *hpdev,
1596                              struct tran_int_desc *int_desc)
1597 {
1598         struct pci_delete_interrupt *int_pkt;
1599         struct {
1600                 struct pci_packet pkt;
1601                 u8 buffer[sizeof(struct pci_delete_interrupt)];
1602         } ctxt;
1603
1604         if (!int_desc->vector_count) {
1605                 kfree(int_desc);
1606                 return;
1607         }
1608         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1609         int_pkt = (struct pci_delete_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
1610         int_pkt->message_type.type =
1611                 PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE;
1612         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
1613         int_pkt->int_desc = *int_desc;
1614         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt, sizeof(*int_pkt),
1615                          0, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
1616         kfree(int_desc);
1617 }
1618
1619 /**
1620  * hv_msi_free() - Free the MSI.
1621  * @domain:     The interrupt domain pointer
1622  * @info:       Extra MSI-related context
1623  * @irq:        Identifies the IRQ.
1624  *
1625  * The Hyper-V parent partition and hypervisor are tracking the
1626  * messages that are in use, keeping the interrupt redirection
1627  * table up to date.  This callback sends a message that frees
1628  * the IRT entry and related tracking nonsense.
1629  */
1630 static void hv_msi_free(struct irq_domain *domain, struct msi_domain_info *info,
1631                         unsigned int irq)
1632 {
1633         struct hv_pcibus_device *hbus;
1634         struct hv_pci_dev *hpdev;
1635         struct pci_dev *pdev;
1636         struct tran_int_desc *int_desc;
1637         struct irq_data *irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, irq);
1638         struct msi_desc *msi = irq_data_get_msi_desc(irq_data);
1639
1640         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi);
1641         hbus = info->data;
1642         int_desc = irq_data_get_irq_chip_data(irq_data);
1643         if (!int_desc)
1644                 return;
1645
1646         irq_data->chip_data = NULL;
1647         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1648         if (!hpdev) {
1649                 kfree(int_desc);
1650                 return;
1651         }
1652
1653         hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
1654         put_pcichild(hpdev);
1655 }
1656
1657 static void hv_irq_mask(struct irq_data *data)
1658 {
1659         pci_msi_mask_irq(data);
1660         if (data->parent_data->chip->irq_mask)
1661                 irq_chip_mask_parent(data);
1662 }
1663
1664 static void hv_irq_unmask(struct irq_data *data)
1665 {
1666         hv_arch_irq_unmask(data);
1667
1668         if (data->parent_data->chip->irq_unmask)
1669                 irq_chip_unmask_parent(data);
1670         pci_msi_unmask_irq(data);
1671 }
1672
1673 struct compose_comp_ctxt {
1674         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1675         struct tran_int_desc int_desc;
1676 };
1677
1678 static void hv_pci_compose_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1679                                  int resp_packet_size)
1680 {
1681         struct compose_comp_ctxt *comp_pkt = context;
1682         struct pci_create_int_response *int_resp =
1683                 (struct pci_create_int_response *)resp;
1684
1685         if (resp_packet_size < sizeof(*int_resp)) {
1686                 comp_pkt->comp_pkt.completion_status = -1;
1687                 goto out;
1688         }
1689         comp_pkt->comp_pkt.completion_status = resp->status;
1690         comp_pkt->int_desc = int_resp->int_desc;
1691 out:
1692         complete(&comp_pkt->comp_pkt.host_event);
1693 }
1694
1695 static u32 hv_compose_msi_req_v1(
1696         struct pci_create_interrupt *int_pkt,
1697         u32 slot, u8 vector, u16 vector_count)
1698 {
1699         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE;
1700         int_pkt->wslot.slot = slot;
1701         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1702         int_pkt->int_desc.vector_count = vector_count;
1703         int_pkt->int_desc.delivery_mode = DELIVERY_MODE;
1704
1705         /*
1706          * Create MSI w/ dummy vCPU set, overwritten by subsequent retarget in
1707          * hv_irq_unmask().
1708          */
1709         int_pkt->int_desc.cpu_mask = CPU_AFFINITY_ALL;
1710
1711         return sizeof(*int_pkt);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * The vCPU selected by hv_compose_multi_msi_req_get_cpu() and
1716  * hv_compose_msi_req_get_cpu() is a "dummy" vCPU because the final vCPU to be
1717  * interrupted is specified later in hv_irq_unmask() and communicated to Hyper-V
1718  * via the HVCALL_RETARGET_INTERRUPT hypercall. But the choice of dummy vCPU is
1719  * not irrelevant because Hyper-V chooses the physical CPU to handle the
1720  * interrupts based on the vCPU specified in message sent to the vPCI VSP in
1721  * hv_compose_msi_msg(). Hyper-V's choice of pCPU is not visible to the guest,
1722  * but assigning too many vPCI device interrupts to the same pCPU can cause a
1723  * performance bottleneck. So we spread out the dummy vCPUs to influence Hyper-V
1724  * to spread out the pCPUs that it selects.
1725  *
1726  * For the single-MSI and MSI-X cases, it's OK for hv_compose_msi_req_get_cpu()
1727  * to always return the same dummy vCPU, because a second call to
1728  * hv_compose_msi_msg() contains the "real" vCPU, causing Hyper-V to choose a
1729  * new pCPU for the interrupt. But for the multi-MSI case, the second call to
1730  * hv_compose_msi_msg() exits without sending a message to the vPCI VSP, so the
1731  * original dummy vCPU is used. This dummy vCPU must be round-robin'ed so that
1732  * the pCPUs are spread out. All interrupts for a multi-MSI device end up using
1733  * the same pCPU, even though the vCPUs will be spread out by later calls
1734  * to hv_irq_unmask(), but that is the best we can do now.
1735  *
1736  * With Hyper-V in Nov 2022, the HVCALL_RETARGET_INTERRUPT hypercall does *not*
1737  * cause Hyper-V to reselect the pCPU based on the specified vCPU. Such an
1738  * enhancement is planned for a future version. With that enhancement, the
1739  * dummy vCPU selection won't matter, and interrupts for the same multi-MSI
1740  * device will be spread across multiple pCPUs.
1741  */
1742
1743 /*
1744  * Create MSI w/ dummy vCPU set targeting just one vCPU, overwritten
1745  * by subsequent retarget in hv_irq_unmask().
1746  */
1747 static int hv_compose_msi_req_get_cpu(const struct cpumask *affinity)
1748 {
1749         return cpumask_first_and(affinity, cpu_online_mask);
1750 }
1751
1752 /*
1753  * Make sure the dummy vCPU values for multi-MSI don't all point to vCPU0.
1754  */
1755 static int hv_compose_multi_msi_req_get_cpu(void)
1756 {
1757         static DEFINE_SPINLOCK(multi_msi_cpu_lock);
1758
1759         /* -1 means starting with CPU 0 */
1760         static int cpu_next = -1;
1761
1762         unsigned long flags;
1763         int cpu;
1764
1765         spin_lock_irqsave(&multi_msi_cpu_lock, flags);
1766
1767         cpu_next = cpumask_next_wrap(cpu_next, cpu_online_mask, nr_cpu_ids,
1768                                      false);
1769         cpu = cpu_next;
1770
1771         spin_unlock_irqrestore(&multi_msi_cpu_lock, flags);
1772
1773         return cpu;
1774 }
1775
1776 static u32 hv_compose_msi_req_v2(
1777         struct pci_create_interrupt2 *int_pkt, int cpu,
1778         u32 slot, u8 vector, u16 vector_count)
1779 {
1780         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2;
1781         int_pkt->wslot.slot = slot;
1782         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1783         int_pkt->int_desc.vector_count = vector_count;
1784         int_pkt->int_desc.delivery_mode = DELIVERY_MODE;
1785         int_pkt->int_desc.processor_array[0] =
1786                 hv_cpu_number_to_vp_number(cpu);
1787         int_pkt->int_desc.processor_count = 1;
1788
1789         return sizeof(*int_pkt);
1790 }
1791
1792 static u32 hv_compose_msi_req_v3(
1793         struct pci_create_interrupt3 *int_pkt, int cpu,
1794         u32 slot, u32 vector, u16 vector_count)
1795 {
1796         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE3;
1797         int_pkt->wslot.slot = slot;
1798         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1799         int_pkt->int_desc.reserved = 0;
1800         int_pkt->int_desc.vector_count = vector_count;
1801         int_pkt->int_desc.delivery_mode = DELIVERY_MODE;
1802         int_pkt->int_desc.processor_array[0] =
1803                 hv_cpu_number_to_vp_number(cpu);
1804         int_pkt->int_desc.processor_count = 1;
1805
1806         return sizeof(*int_pkt);
1807 }
1808
1809 /**
1810  * hv_compose_msi_msg() - Supplies a valid MSI address/data
1811  * @data:       Everything about this MSI
1812  * @msg:        Buffer that is filled in by this function
1813  *
1814  * This function unpacks the IRQ looking for target CPU set, IDT
1815  * vector and mode and sends a message to the parent partition
1816  * asking for a mapping for that tuple in this partition.  The
1817  * response supplies a data value and address to which that data
1818  * should be written to trigger that interrupt.
1819  */
1820 static void hv_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
1821 {
1822         struct hv_pcibus_device *hbus;
1823         struct vmbus_channel *channel;
1824         struct hv_pci_dev *hpdev;
1825         struct pci_bus *pbus;
1826         struct pci_dev *pdev;
1827         const struct cpumask *dest;
1828         struct compose_comp_ctxt comp;
1829         struct tran_int_desc *int_desc;
1830         struct msi_desc *msi_desc;
1831         /*
1832          * vector_count should be u16: see hv_msi_desc, hv_msi_desc2
1833          * and hv_msi_desc3. vector must be u32: see hv_msi_desc3.
1834          */
1835         u16 vector_count;
1836         u32 vector;
1837         struct {
1838                 struct pci_packet pci_pkt;
1839                 union {
1840                         struct pci_create_interrupt v1;
1841                         struct pci_create_interrupt2 v2;
1842                         struct pci_create_interrupt3 v3;
1843                 } int_pkts;
1844         } __packed ctxt;
1845         bool multi_msi;
1846         u64 trans_id;
1847         u32 size;
1848         int ret;
1849         int cpu;
1850
1851         msi_desc  = irq_data_get_msi_desc(data);
1852         multi_msi = !msi_desc->pci.msi_attrib.is_msix &&
1853                     msi_desc->nvec_used > 1;
1854
1855         /* Reuse the previous allocation */
1856         if (data->chip_data && multi_msi) {
1857                 int_desc = data->chip_data;
1858                 msg->address_hi = int_desc->address >> 32;
1859                 msg->address_lo = int_desc->address & 0xffffffff;
1860                 msg->data = int_desc->data;
1861                 return;
1862         }
1863
1864         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
1865         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
1866         pbus = pdev->bus;
1867         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1868         channel = hbus->hdev->channel;
1869         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1870         if (!hpdev)
1871                 goto return_null_message;
1872
1873         /* Free any previous message that might have already been composed. */
1874         if (data->chip_data && !multi_msi) {
1875                 int_desc = data->chip_data;
1876                 data->chip_data = NULL;
1877                 hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
1878         }
1879
1880         int_desc = kzalloc(sizeof(*int_desc), GFP_ATOMIC);
1881         if (!int_desc)
1882                 goto drop_reference;
1883
1884         if (multi_msi) {
1885                 /*
1886                  * If this is not the first MSI of Multi MSI, we already have
1887                  * a mapping.  Can exit early.
1888                  */
1889                 if (msi_desc->irq != data->irq) {
1890                         data->chip_data = int_desc;
1891                         int_desc->address = msi_desc->msg.address_lo |
1892                                             (u64)msi_desc->msg.address_hi << 32;
1893                         int_desc->data = msi_desc->msg.data +
1894                                          (data->irq - msi_desc->irq);
1895                         msg->address_hi = msi_desc->msg.address_hi;
1896                         msg->address_lo = msi_desc->msg.address_lo;
1897                         msg->data = int_desc->data;
1898                         put_pcichild(hpdev);
1899                         return;
1900                 }
1901                 /*
1902                  * The vector we select here is a dummy value.  The correct
1903                  * value gets sent to the hypervisor in unmask().  This needs
1904                  * to be aligned with the count, and also not zero.  Multi-msi
1905                  * is powers of 2 up to 32, so 32 will always work here.
1906                  */
1907                 vector = 32;
1908                 vector_count = msi_desc->nvec_used;
1909                 cpu = hv_compose_multi_msi_req_get_cpu();
1910         } else {
1911                 vector = hv_msi_get_int_vector(data);
1912                 vector_count = 1;
1913                 cpu = hv_compose_msi_req_get_cpu(dest);
1914         }
1915
1916         /*
1917          * hv_compose_msi_req_v1 and v2 are for x86 only, meaning 'vector'
1918          * can't exceed u8. Cast 'vector' down to u8 for v1/v2 explicitly
1919          * for better readability.
1920          */
1921         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1922         init_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1923         ctxt.pci_pkt.completion_func = hv_pci_compose_compl;
1924         ctxt.pci_pkt.compl_ctxt = &comp;
1925
1926         switch (hbus->protocol_version) {
1927         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1:
1928                 size = hv_compose_msi_req_v1(&ctxt.int_pkts.v1,
1929                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1930                                         (u8)vector,
1931                                         vector_count);
1932                 break;
1933
1934         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2:
1935         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3:
1936                 size = hv_compose_msi_req_v2(&ctxt.int_pkts.v2,
1937                                         cpu,
1938                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1939                                         (u8)vector,
1940                                         vector_count);
1941                 break;
1942
1943         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_4:
1944                 size = hv_compose_msi_req_v3(&ctxt.int_pkts.v3,
1945                                         cpu,
1946                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1947                                         vector,
1948                                         vector_count);
1949                 break;
1950
1951         default:
1952                 /* As we only negotiate protocol versions known to this driver,
1953                  * this path should never hit. However, this is it not a hot
1954                  * path so we print a message to aid future updates.
1955                  */
1956                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1957                         "Unexpected vPCI protocol, update driver.");
1958                 goto free_int_desc;
1959         }
1960
1961         ret = vmbus_sendpacket_getid(hpdev->hbus->hdev->channel, &ctxt.int_pkts,
1962                                      size, (unsigned long)&ctxt.pci_pkt,
1963                                      &trans_id, VM_PKT_DATA_INBAND,
1964                                      VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1965         if (ret) {
1966                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1967                         "Sending request for interrupt failed: 0x%x",
1968                         comp.comp_pkt.completion_status);
1969                 goto free_int_desc;
1970         }
1971
1972         /*
1973          * Prevents hv_pci_onchannelcallback() from running concurrently
1974          * in the tasklet.
1975          */
1976         tasklet_disable_in_atomic(&channel->callback_event);
1977
1978         /*
1979          * Since this function is called with IRQ locks held, can't
1980          * do normal wait for completion; instead poll.
1981          */
1982         while (!try_wait_for_completion(&comp.comp_pkt.host_event)) {
1983                 unsigned long flags;
1984
1985                 /* 0xFFFF means an invalid PCI VENDOR ID. */
1986                 if (hv_pcifront_get_vendor_id(hpdev) == 0xFFFF) {
1987                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
1988                                      "the device has gone\n");
1989                         goto enable_tasklet;
1990                 }
1991
1992                 /*
1993                  * Make sure that the ring buffer data structure doesn't get
1994                  * freed while we dereference the ring buffer pointer.  Test
1995                  * for the channel's onchannel_callback being NULL within a
1996                  * sched_lock critical section.  See also the inline comments
1997                  * in vmbus_reset_channel_cb().
1998                  */
1999                 spin_lock_irqsave(&channel->sched_lock, flags);
2000                 if (unlikely(channel->onchannel_callback == NULL)) {
2001                         spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
2002                         goto enable_tasklet;
2003                 }
2004                 hv_pci_onchannelcallback(hbus);
2005                 spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
2006
2007                 if (hpdev->state == hv_pcichild_ejecting) {
2008                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
2009                                      "the device is being ejected\n");
2010                         goto enable_tasklet;
2011                 }
2012
2013                 udelay(100);
2014         }
2015
2016         tasklet_enable(&channel->callback_event);
2017
2018         if (comp.comp_pkt.completion_status < 0) {
2019                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2020                         "Request for interrupt failed: 0x%x",
2021                         comp.comp_pkt.completion_status);
2022                 goto free_int_desc;
2023         }
2024
2025         /*
2026          * Record the assignment so that this can be unwound later. Using
2027          * irq_set_chip_data() here would be appropriate, but the lock it takes
2028          * is already held.
2029          */
2030         *int_desc = comp.int_desc;
2031         data->chip_data = int_desc;
2032
2033         /* Pass up the result. */
2034         msg->address_hi = comp.int_desc.address >> 32;
2035         msg->address_lo = comp.int_desc.address & 0xffffffff;
2036         msg->data = comp.int_desc.data;
2037
2038         put_pcichild(hpdev);
2039         return;
2040
2041 enable_tasklet:
2042         tasklet_enable(&channel->callback_event);
2043         /*
2044          * The completion packet on the stack becomes invalid after 'return';
2045          * remove the ID from the VMbus requestor if the identifier is still
2046          * mapped to/associated with the packet.  (The identifier could have
2047          * been 're-used', i.e., already removed and (re-)mapped.)
2048          *
2049          * Cf. hv_pci_onchannelcallback().
2050          */
2051         vmbus_request_addr_match(channel, trans_id, (unsigned long)&ctxt.pci_pkt);
2052 free_int_desc:
2053         kfree(int_desc);
2054 drop_reference:
2055         put_pcichild(hpdev);
2056 return_null_message:
2057         msg->address_hi = 0;
2058         msg->address_lo = 0;
2059         msg->data = 0;
2060 }
2061
2062 /* HW Interrupt Chip Descriptor */
2063 static struct irq_chip hv_msi_irq_chip = {
2064         .name                   = "Hyper-V PCIe MSI",
2065         .irq_compose_msi_msg    = hv_compose_msi_msg,
2066         .irq_set_affinity       = irq_chip_set_affinity_parent,
2067 #ifdef CONFIG_X86
2068         .irq_ack                = irq_chip_ack_parent,
2069 #elif defined(CONFIG_ARM64)
2070         .irq_eoi                = irq_chip_eoi_parent,
2071 #endif
2072         .irq_mask               = hv_irq_mask,
2073         .irq_unmask             = hv_irq_unmask,
2074 };
2075
2076 static struct msi_domain_ops hv_msi_ops = {
2077         .msi_prepare    = hv_msi_prepare,
2078         .msi_free       = hv_msi_free,
2079 };
2080
2081 /**
2082  * hv_pcie_init_irq_domain() - Initialize IRQ domain
2083  * @hbus:       The root PCI bus
2084  *
2085  * This function creates an IRQ domain which will be used for
2086  * interrupts from devices that have been passed through.  These
2087  * devices only support MSI and MSI-X, not line-based interrupts
2088  * or simulations of line-based interrupts through PCIe's
2089  * fabric-layer messages.  Because interrupts are remapped, we
2090  * can support multi-message MSI here.
2091  *
2092  * Return: '0' on success and error value on failure
2093  */
2094 static int hv_pcie_init_irq_domain(struct hv_pcibus_device *hbus)
2095 {
2096         hbus->msi_info.chip = &hv_msi_irq_chip;
2097         hbus->msi_info.ops = &hv_msi_ops;
2098         hbus->msi_info.flags = (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS |
2099                 MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS | MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI |
2100                 MSI_FLAG_PCI_MSIX);
2101         hbus->msi_info.handler = FLOW_HANDLER;
2102         hbus->msi_info.handler_name = FLOW_NAME;
2103         hbus->msi_info.data = hbus;
2104         hbus->irq_domain = pci_msi_create_irq_domain(hbus->fwnode,
2105                                                      &hbus->msi_info,
2106                                                      hv_pci_get_root_domain());
2107         if (!hbus->irq_domain) {
2108                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2109                         "Failed to build an MSI IRQ domain\n");
2110                 return -ENODEV;
2111         }
2112
2113         dev_set_msi_domain(&hbus->bridge->dev, hbus->irq_domain);
2114
2115         return 0;
2116 }
2117
2118 /**
2119  * get_bar_size() - Get the address space consumed by a BAR
2120  * @bar_val:    Value that a BAR returned after -1 was written
2121  *              to it.
2122  *
2123  * This function returns the size of the BAR, rounded up to 1
2124  * page.  It has to be rounded up because the hypervisor's page
2125  * table entry that maps the BAR into the VM can't specify an
2126  * offset within a page.  The invariant is that the hypervisor
2127  * must place any BARs of smaller than page length at the
2128  * beginning of a page.
2129  *
2130  * Return:      Size in bytes of the consumed MMIO space.
2131  */
2132 static u64 get_bar_size(u64 bar_val)
2133 {
2134         return round_up((1 + ~(bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK)),
2135                         PAGE_SIZE);
2136 }
2137
2138 /**
2139  * survey_child_resources() - Total all MMIO requirements
2140  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2141  */
2142 static void survey_child_resources(struct hv_pcibus_device *hbus)
2143 {
2144         struct hv_pci_dev *hpdev;
2145         resource_size_t bar_size = 0;
2146         unsigned long flags;
2147         struct completion *event;
2148         u64 bar_val;
2149         int i;
2150
2151         /* If nobody is waiting on the answer, don't compute it. */
2152         event = xchg(&hbus->survey_event, NULL);
2153         if (!event)
2154                 return;
2155
2156         /* If the answer has already been computed, go with it. */
2157         if (hbus->low_mmio_space || hbus->high_mmio_space) {
2158                 complete(event);
2159                 return;
2160         }
2161
2162         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2163
2164         /*
2165          * Due to an interesting quirk of the PCI spec, all memory regions
2166          * for a child device are a power of 2 in size and aligned in memory,
2167          * so it's sufficient to just add them up without tracking alignment.
2168          */
2169         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2170                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
2171                         if (hpdev->probed_bar[i] & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
2172                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2173                                         "There's an I/O BAR in this list!\n");
2174
2175                         if (hpdev->probed_bar[i] != 0) {
2176                                 /*
2177                                  * A probed BAR has all the upper bits set that
2178                                  * can be changed.
2179                                  */
2180
2181                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
2182                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
2183                                         bar_val |=
2184                                         ((u64)hpdev->probed_bar[++i] << 32);
2185                                 else
2186                                         bar_val |= 0xffffffff00000000ULL;
2187
2188                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
2189
2190                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
2191                                         hbus->high_mmio_space += bar_size;
2192                                 else
2193                                         hbus->low_mmio_space += bar_size;
2194                         }
2195                 }
2196         }
2197
2198         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2199         complete(event);
2200 }
2201
2202 /**
2203  * prepopulate_bars() - Fill in BARs with defaults
2204  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2205  *
2206  * The core PCI driver code seems much, much happier if the BARs
2207  * for a device have values upon first scan. So fill them in.
2208  * The algorithm below works down from large sizes to small,
2209  * attempting to pack the assignments optimally. The assumption,
2210  * enforced in other parts of the code, is that the beginning of
2211  * the memory-mapped I/O space will be aligned on the largest
2212  * BAR size.
2213  */
2214 static void prepopulate_bars(struct hv_pcibus_device *hbus)
2215 {
2216         resource_size_t high_size = 0;
2217         resource_size_t low_size = 0;
2218         resource_size_t high_base = 0;
2219         resource_size_t low_base = 0;
2220         resource_size_t bar_size;
2221         struct hv_pci_dev *hpdev;
2222         unsigned long flags;
2223         u64 bar_val;
2224         u32 command;
2225         bool high;
2226         int i;
2227
2228         if (hbus->low_mmio_space) {
2229                 low_size = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
2230                 low_base = hbus->low_mmio_res->start;
2231         }
2232
2233         if (hbus->high_mmio_space) {
2234                 high_size = 1ULL <<
2235                         (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
2236                 high_base = hbus->high_mmio_res->start;
2237         }
2238
2239         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2240
2241         /*
2242          * Clear the memory enable bit, in case it's already set. This occurs
2243          * in the suspend path of hibernation, where the device is suspended,
2244          * resumed and suspended again: see hibernation_snapshot() and
2245          * hibernation_platform_enter().
2246          *
2247          * If the memory enable bit is already set, Hyper-V silently ignores
2248          * the below BAR updates, and the related PCI device driver can not
2249          * work, because reading from the device register(s) always returns
2250          * 0xFFFFFFFF (PCI_ERROR_RESPONSE).
2251          */
2252         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2253                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, &command);
2254                 command &= ~PCI_COMMAND_MEMORY;
2255                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, command);
2256         }
2257
2258         /* Pick addresses for the BARs. */
2259         do {
2260                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2261                         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
2262                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
2263                                 if (bar_val == 0)
2264                                         continue;
2265                                 high = bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64;
2266                                 if (high) {
2267                                         bar_val |=
2268                                                 ((u64)hpdev->probed_bar[i + 1]
2269                                                  << 32);
2270                                 } else {
2271                                         bar_val |= 0xffffffffULL << 32;
2272                                 }
2273                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
2274                                 if (high) {
2275                                         if (high_size != bar_size) {
2276                                                 i++;
2277                                                 continue;
2278                                         }
2279                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
2280                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
2281                                                 4,
2282                                                 (u32)(high_base & 0xffffff00));
2283                                         i++;
2284                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
2285                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
2286                                                 4, (u32)(high_base >> 32));
2287                                         high_base += bar_size;
2288                                 } else {
2289                                         if (low_size != bar_size)
2290                                                 continue;
2291                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
2292                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
2293                                                 4,
2294                                                 (u32)(low_base & 0xffffff00));
2295                                         low_base += bar_size;
2296                                 }
2297                         }
2298                         if (high_size <= 1 && low_size <= 1) {
2299                                 /*
2300                                  * No need to set the PCI_COMMAND_MEMORY bit as
2301                                  * the core PCI driver doesn't require the bit
2302                                  * to be pre-set. Actually here we intentionally
2303                                  * keep the bit off so that the PCI BAR probing
2304                                  * in the core PCI driver doesn't cause Hyper-V
2305                                  * to unnecessarily unmap/map the virtual BARs
2306                                  * from/to the physical BARs multiple times.
2307                                  * This reduces the VM boot time significantly
2308                                  * if the BAR sizes are huge.
2309                                  */
2310                                 break;
2311                         }
2312                 }
2313
2314                 high_size >>= 1;
2315                 low_size >>= 1;
2316         }  while (high_size || low_size);
2317
2318         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2319 }
2320
2321 /*
2322  * Assign entries in sysfs pci slot directory.
2323  *
2324  * Note that this function does not need to lock the children list
2325  * because it is called from pci_devices_present_work which
2326  * is serialized with hv_eject_device_work because they are on the
2327  * same ordered workqueue. Therefore hbus->children list will not change
2328  * even when pci_create_slot sleeps.
2329  */
2330 static void hv_pci_assign_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
2331 {
2332         struct hv_pci_dev *hpdev;
2333         char name[SLOT_NAME_SIZE];
2334         int slot_nr;
2335
2336         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2337                 if (hpdev->pci_slot)
2338                         continue;
2339
2340                 slot_nr = PCI_SLOT(wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot));
2341                 snprintf(name, SLOT_NAME_SIZE, "%u", hpdev->desc.ser);
2342                 hpdev->pci_slot = pci_create_slot(hbus->bridge->bus, slot_nr,
2343                                           name, NULL);
2344                 if (IS_ERR(hpdev->pci_slot)) {
2345                         pr_warn("pci_create slot %s failed\n", name);
2346                         hpdev->pci_slot = NULL;
2347                 }
2348         }
2349 }
2350
2351 /*
2352  * Remove entries in sysfs pci slot directory.
2353  */
2354 static void hv_pci_remove_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
2355 {
2356         struct hv_pci_dev *hpdev;
2357
2358         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2359                 if (!hpdev->pci_slot)
2360                         continue;
2361                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2362                 hpdev->pci_slot = NULL;
2363         }
2364 }
2365
2366 /*
2367  * Set NUMA node for the devices on the bus
2368  */
2369 static void hv_pci_assign_numa_node(struct hv_pcibus_device *hbus)
2370 {
2371         struct pci_dev *dev;
2372         struct pci_bus *bus = hbus->bridge->bus;
2373         struct hv_pci_dev *hv_dev;
2374
2375         list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {
2376                 hv_dev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(dev->devfn));
2377                 if (!hv_dev)
2378                         continue;
2379
2380                 if (hv_dev->desc.flags & HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY &&
2381                     hv_dev->desc.virtual_numa_node < num_possible_nodes())
2382                         /*
2383                          * The kernel may boot with some NUMA nodes offline
2384                          * (e.g. in a KDUMP kernel) or with NUMA disabled via
2385                          * "numa=off". In those cases, adjust the host provided
2386                          * NUMA node to a valid NUMA node used by the kernel.
2387                          */
2388                         set_dev_node(&dev->dev,
2389                                      numa_map_to_online_node(
2390                                              hv_dev->desc.virtual_numa_node));
2391
2392                 put_pcichild(hv_dev);
2393         }
2394 }
2395
2396 /**
2397  * create_root_hv_pci_bus() - Expose a new root PCI bus
2398  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2399  *
2400  * Return: 0 on success, -errno on failure
2401  */
2402 static int create_root_hv_pci_bus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2403 {
2404         int error;
2405         struct pci_host_bridge *bridge = hbus->bridge;
2406
2407         bridge->dev.parent = &hbus->hdev->device;
2408         bridge->sysdata = &hbus->sysdata;
2409         bridge->ops = &hv_pcifront_ops;
2410
2411         error = pci_scan_root_bus_bridge(bridge);
2412         if (error)
2413                 return error;
2414
2415         pci_lock_rescan_remove();
2416         hv_pci_assign_numa_node(hbus);
2417         pci_bus_assign_resources(bridge->bus);
2418         hv_pci_assign_slots(hbus);
2419         pci_bus_add_devices(bridge->bus);
2420         pci_unlock_rescan_remove();
2421         hbus->state = hv_pcibus_installed;
2422         return 0;
2423 }
2424
2425 struct q_res_req_compl {
2426         struct completion host_event;
2427         struct hv_pci_dev *hpdev;
2428 };
2429
2430 /**
2431  * q_resource_requirements() - Query Resource Requirements
2432  * @context:            The completion context.
2433  * @resp:               The response that came from the host.
2434  * @resp_packet_size:   The size in bytes of resp.
2435  *
2436  * This function is invoked on completion of a Query Resource
2437  * Requirements packet.
2438  */
2439 static void q_resource_requirements(void *context, struct pci_response *resp,
2440                                     int resp_packet_size)
2441 {
2442         struct q_res_req_compl *completion = context;
2443         struct pci_q_res_req_response *q_res_req =
2444                 (struct pci_q_res_req_response *)resp;
2445         s32 status;
2446         int i;
2447
2448         status = (resp_packet_size < sizeof(*q_res_req)) ? -1 : resp->status;
2449         if (status < 0) {
2450                 dev_err(&completion->hpdev->hbus->hdev->device,
2451                         "query resource requirements failed: %x\n",
2452                         status);
2453         } else {
2454                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
2455                         completion->hpdev->probed_bar[i] =
2456                                 q_res_req->probed_bar[i];
2457                 }
2458         }
2459
2460         complete(&completion->host_event);
2461 }
2462
2463 /**
2464  * new_pcichild_device() - Create a new child device
2465  * @hbus:       The internal struct tracking this root PCI bus.
2466  * @desc:       The information supplied so far from the host
2467  *              about the device.
2468  *
2469  * This function creates the tracking structure for a new child
2470  * device and kicks off the process of figuring out what it is.
2471  *
2472  * Return: Pointer to the new tracking struct
2473  */
2474 static struct hv_pci_dev *new_pcichild_device(struct hv_pcibus_device *hbus,
2475                 struct hv_pcidev_description *desc)
2476 {
2477         struct hv_pci_dev *hpdev;
2478         struct pci_child_message *res_req;
2479         struct q_res_req_compl comp_pkt;
2480         struct {
2481                 struct pci_packet init_packet;
2482                 u8 buffer[sizeof(struct pci_child_message)];
2483         } pkt;
2484         unsigned long flags;
2485         int ret;
2486
2487         hpdev = kzalloc(sizeof(*hpdev), GFP_KERNEL);
2488         if (!hpdev)
2489                 return NULL;
2490
2491         hpdev->hbus = hbus;
2492
2493         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
2494         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2495         comp_pkt.hpdev = hpdev;
2496         pkt.init_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
2497         pkt.init_packet.completion_func = q_resource_requirements;
2498         res_req = (struct pci_child_message *)&pkt.init_packet.message;
2499         res_req->message_type.type = PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS;
2500         res_req->wslot.slot = desc->win_slot.slot;
2501
2502         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, res_req,
2503                                sizeof(struct pci_child_message),
2504                                (unsigned long)&pkt.init_packet,
2505                                VM_PKT_DATA_INBAND,
2506                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2507         if (ret)
2508                 goto error;
2509
2510         if (wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event))
2511                 goto error;
2512
2513         hpdev->desc = *desc;
2514         refcount_set(&hpdev->refs, 1);
2515         get_pcichild(hpdev);
2516         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2517
2518         list_add_tail(&hpdev->list_entry, &hbus->children);
2519         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2520         return hpdev;
2521
2522 error:
2523         kfree(hpdev);
2524         return NULL;
2525 }
2526
2527 /**
2528  * get_pcichild_wslot() - Find device from slot
2529  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2530  * @wslot:      Location on the bus
2531  *
2532  * This function looks up a PCI device and returns the internal
2533  * representation of it.  It acquires a reference on it, so that
2534  * the device won't be deleted while somebody is using it.  The
2535  * caller is responsible for calling put_pcichild() to release
2536  * this reference.
2537  *
2538  * Return:      Internal representation of a PCI device
2539  */
2540 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
2541                                              u32 wslot)
2542 {
2543         unsigned long flags;
2544         struct hv_pci_dev *iter, *hpdev = NULL;
2545
2546         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2547         list_for_each_entry(iter, &hbus->children, list_entry) {
2548                 if (iter->desc.win_slot.slot == wslot) {
2549                         hpdev = iter;
2550                         get_pcichild(hpdev);
2551                         break;
2552                 }
2553         }
2554         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2555
2556         return hpdev;
2557 }
2558
2559 /**
2560  * pci_devices_present_work() - Handle new list of child devices
2561  * @work:       Work struct embedded in struct hv_dr_work
2562  *
2563  * "Bus Relations" is the Windows term for "children of this
2564  * bus."  The terminology is preserved here for people trying to
2565  * debug the interaction between Hyper-V and Linux.  This
2566  * function is called when the parent partition reports a list
2567  * of functions that should be observed under this PCI Express
2568  * port (bus).
2569  *
2570  * This function updates the list, and must tolerate being
2571  * called multiple times with the same information.  The typical
2572  * number of child devices is one, with very atypical cases
2573  * involving three or four, so the algorithms used here can be
2574  * simple and inefficient.
2575  *
2576  * It must also treat the omission of a previously observed device as
2577  * notification that the device no longer exists.
2578  *
2579  * Note that this function is serialized with hv_eject_device_work(),
2580  * because both are pushed to the ordered workqueue hbus->wq.
2581  */
2582 static void pci_devices_present_work(struct work_struct *work)
2583 {
2584         u32 child_no;
2585         bool found;
2586         struct hv_pcidev_description *new_desc;
2587         struct hv_pci_dev *hpdev;
2588         struct hv_pcibus_device *hbus;
2589         struct list_head removed;
2590         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2591         struct hv_dr_state *dr = NULL;
2592         unsigned long flags;
2593
2594         dr_wrk = container_of(work, struct hv_dr_work, wrk);
2595         hbus = dr_wrk->bus;
2596         kfree(dr_wrk);
2597
2598         INIT_LIST_HEAD(&removed);
2599
2600         /* Pull this off the queue and process it if it was the last one. */
2601         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2602         while (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2603                 dr = list_first_entry(&hbus->dr_list, struct hv_dr_state,
2604                                       list_entry);
2605                 list_del(&dr->list_entry);
2606
2607                 /* Throw this away if the list still has stuff in it. */
2608                 if (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2609                         kfree(dr);
2610                         continue;
2611                 }
2612         }
2613         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2614
2615         if (!dr)
2616                 return;
2617
2618         /* First, mark all existing children as reported missing. */
2619         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2620         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2621                 hpdev->reported_missing = true;
2622         }
2623         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2624
2625         /* Next, add back any reported devices. */
2626         for (child_no = 0; child_no < dr->device_count; child_no++) {
2627                 found = false;
2628                 new_desc = &dr->func[child_no];
2629
2630                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2631                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2632                         if ((hpdev->desc.win_slot.slot == new_desc->win_slot.slot) &&
2633                             (hpdev->desc.v_id == new_desc->v_id) &&
2634                             (hpdev->desc.d_id == new_desc->d_id) &&
2635                             (hpdev->desc.ser == new_desc->ser)) {
2636                                 hpdev->reported_missing = false;
2637                                 found = true;
2638                         }
2639                 }
2640                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2641
2642                 if (!found) {
2643                         hpdev = new_pcichild_device(hbus, new_desc);
2644                         if (!hpdev)
2645                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2646                                         "couldn't record a child device.\n");
2647                 }
2648         }
2649
2650         /* Move missing children to a list on the stack. */
2651         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2652         do {
2653                 found = false;
2654                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2655                         if (hpdev->reported_missing) {
2656                                 found = true;
2657                                 put_pcichild(hpdev);
2658                                 list_move_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
2659                                 break;
2660                         }
2661                 }
2662         } while (found);
2663         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2664
2665         /* Delete everything that should no longer exist. */
2666         while (!list_empty(&removed)) {
2667                 hpdev = list_first_entry(&removed, struct hv_pci_dev,
2668                                          list_entry);
2669                 list_del(&hpdev->list_entry);
2670
2671                 if (hpdev->pci_slot)
2672                         pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2673
2674                 put_pcichild(hpdev);
2675         }
2676
2677         switch (hbus->state) {
2678         case hv_pcibus_installed:
2679                 /*
2680                  * Tell the core to rescan bus
2681                  * because there may have been changes.
2682                  */
2683                 pci_lock_rescan_remove();
2684                 pci_scan_child_bus(hbus->bridge->bus);
2685                 hv_pci_assign_numa_node(hbus);
2686                 hv_pci_assign_slots(hbus);
2687                 pci_unlock_rescan_remove();
2688                 break;
2689
2690         case hv_pcibus_init:
2691         case hv_pcibus_probed:
2692                 survey_child_resources(hbus);
2693                 break;
2694
2695         default:
2696                 break;
2697         }
2698
2699         kfree(dr);
2700 }
2701
2702 /**
2703  * hv_pci_start_relations_work() - Queue work to start device discovery
2704  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2705  * @dr:         The list of children returned from host
2706  *
2707  * Return:  0 on success, -errno on failure
2708  */
2709 static int hv_pci_start_relations_work(struct hv_pcibus_device *hbus,
2710                                        struct hv_dr_state *dr)
2711 {
2712         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2713         unsigned long flags;
2714         bool pending_dr;
2715
2716         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2717                 dev_info(&hbus->hdev->device,
2718                          "PCI VMBus BUS_RELATIONS: ignored\n");
2719                 return -ENOENT;
2720         }
2721
2722         dr_wrk = kzalloc(sizeof(*dr_wrk), GFP_NOWAIT);
2723         if (!dr_wrk)
2724                 return -ENOMEM;
2725
2726         INIT_WORK(&dr_wrk->wrk, pci_devices_present_work);
2727         dr_wrk->bus = hbus;
2728
2729         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2730         /*
2731          * If pending_dr is true, we have already queued a work,
2732          * which will see the new dr. Otherwise, we need to
2733          * queue a new work.
2734          */
2735         pending_dr = !list_empty(&hbus->dr_list);
2736         list_add_tail(&dr->list_entry, &hbus->dr_list);
2737         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2738
2739         if (pending_dr)
2740                 kfree(dr_wrk);
2741         else
2742                 queue_work(hbus->wq, &dr_wrk->wrk);
2743
2744         return 0;
2745 }
2746
2747 /**
2748  * hv_pci_devices_present() - Handle list of new children
2749  * @hbus:      Root PCI bus, as understood by this driver
2750  * @relations: Packet from host listing children
2751  *
2752  * Process a new list of devices on the bus. The list of devices is
2753  * discovered by VSP and sent to us via VSP message PCI_BUS_RELATIONS,
2754  * whenever a new list of devices for this bus appears.
2755  */
2756 static void hv_pci_devices_present(struct hv_pcibus_device *hbus,
2757                                    struct pci_bus_relations *relations)
2758 {
2759         struct hv_dr_state *dr;
2760         int i;
2761
2762         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2763                      GFP_NOWAIT);
2764         if (!dr)
2765                 return;
2766
2767         dr->device_count = relations->device_count;
2768         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2769                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2770                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2771                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2772                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2773                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2774                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2775                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2776                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2777                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2778         }
2779
2780         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2781                 kfree(dr);
2782 }
2783
2784 /**
2785  * hv_pci_devices_present2() - Handle list of new children
2786  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2787  * @relations:  Packet from host listing children
2788  *
2789  * This function is the v2 version of hv_pci_devices_present()
2790  */
2791 static void hv_pci_devices_present2(struct hv_pcibus_device *hbus,
2792                                     struct pci_bus_relations2 *relations)
2793 {
2794         struct hv_dr_state *dr;
2795         int i;
2796
2797         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2798                      GFP_NOWAIT);
2799         if (!dr)
2800                 return;
2801
2802         dr->device_count = relations->device_count;
2803         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2804                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2805                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2806                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2807                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2808                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2809                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2810                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2811                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2812                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2813                 dr->func[i].flags = relations->func[i].flags;
2814                 dr->func[i].virtual_numa_node =
2815                         relations->func[i].virtual_numa_node;
2816         }
2817
2818         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2819                 kfree(dr);
2820 }
2821
2822 /**
2823  * hv_eject_device_work() - Asynchronously handles ejection
2824  * @work:       Work struct embedded in internal device struct
2825  *
2826  * This function handles ejecting a device.  Windows will
2827  * attempt to gracefully eject a device, waiting 60 seconds to
2828  * hear back from the guest OS that this completed successfully.
2829  * If this timer expires, the device will be forcibly removed.
2830  */
2831 static void hv_eject_device_work(struct work_struct *work)
2832 {
2833         struct pci_eject_response *ejct_pkt;
2834         struct hv_pcibus_device *hbus;
2835         struct hv_pci_dev *hpdev;
2836         struct pci_dev *pdev;
2837         unsigned long flags;
2838         int wslot;
2839         struct {
2840                 struct pci_packet pkt;
2841                 u8 buffer[sizeof(struct pci_eject_response)];
2842         } ctxt;
2843
2844         hpdev = container_of(work, struct hv_pci_dev, wrk);
2845         hbus = hpdev->hbus;
2846
2847         WARN_ON(hpdev->state != hv_pcichild_ejecting);
2848
2849         /*
2850          * Ejection can come before or after the PCI bus has been set up, so
2851          * attempt to find it and tear down the bus state, if it exists.  This
2852          * must be done without constructs like pci_domain_nr(hbus->bridge->bus)
2853          * because hbus->bridge->bus may not exist yet.
2854          */
2855         wslot = wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot);
2856         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(hbus->bridge->domain_nr, 0, wslot);
2857         if (pdev) {
2858                 pci_lock_rescan_remove();
2859                 pci_stop_and_remove_bus_device(pdev);
2860                 pci_dev_put(pdev);
2861                 pci_unlock_rescan_remove();
2862         }
2863
2864         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2865         list_del(&hpdev->list_entry);
2866         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2867
2868         if (hpdev->pci_slot)
2869                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2870
2871         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
2872         ejct_pkt = (struct pci_eject_response *)&ctxt.pkt.message;
2873         ejct_pkt->message_type.type = PCI_EJECTION_COMPLETE;
2874         ejct_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2875         vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, ejct_pkt,
2876                          sizeof(*ejct_pkt), 0,
2877                          VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2878
2879         /* For the get_pcichild() in hv_pci_eject_device() */
2880         put_pcichild(hpdev);
2881         /* For the two refs got in new_pcichild_device() */
2882         put_pcichild(hpdev);
2883         put_pcichild(hpdev);
2884         /* hpdev has been freed. Do not use it any more. */
2885 }
2886
2887 /**
2888  * hv_pci_eject_device() - Handles device ejection
2889  * @hpdev:      Internal device tracking struct
2890  *
2891  * This function is invoked when an ejection packet arrives.  It
2892  * just schedules work so that we don't re-enter the packet
2893  * delivery code handling the ejection.
2894  */
2895 static void hv_pci_eject_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
2896 {
2897         struct hv_pcibus_device *hbus = hpdev->hbus;
2898         struct hv_device *hdev = hbus->hdev;
2899
2900         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2901                 dev_info(&hdev->device, "PCI VMBus EJECT: ignored\n");
2902                 return;
2903         }
2904
2905         hpdev->state = hv_pcichild_ejecting;
2906         get_pcichild(hpdev);
2907         INIT_WORK(&hpdev->wrk, hv_eject_device_work);
2908         queue_work(hbus->wq, &hpdev->wrk);
2909 }
2910
2911 /**
2912  * hv_pci_onchannelcallback() - Handles incoming packets
2913  * @context:    Internal bus tracking struct
2914  *
2915  * This function is invoked whenever the host sends a packet to
2916  * this channel (which is private to this root PCI bus).
2917  */
2918 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context)
2919 {
2920         const int packet_size = 0x100;
2921         int ret;
2922         struct hv_pcibus_device *hbus = context;
2923         struct vmbus_channel *chan = hbus->hdev->channel;
2924         u32 bytes_recvd;
2925         u64 req_id, req_addr;
2926         struct vmpacket_descriptor *desc;
2927         unsigned char *buffer;
2928         int bufferlen = packet_size;
2929         struct pci_packet *comp_packet;
2930         struct pci_response *response;
2931         struct pci_incoming_message *new_message;
2932         struct pci_bus_relations *bus_rel;
2933         struct pci_bus_relations2 *bus_rel2;
2934         struct pci_dev_inval_block *inval;
2935         struct pci_dev_incoming *dev_message;
2936         struct hv_pci_dev *hpdev;
2937         unsigned long flags;
2938
2939         buffer = kmalloc(bufferlen, GFP_ATOMIC);
2940         if (!buffer)
2941                 return;
2942
2943         while (1) {
2944                 ret = vmbus_recvpacket_raw(chan, buffer, bufferlen,
2945                                            &bytes_recvd, &req_id);
2946
2947                 if (ret == -ENOBUFS) {
2948                         kfree(buffer);
2949                         /* Handle large packet */
2950                         bufferlen = bytes_recvd;
2951                         buffer = kmalloc(bytes_recvd, GFP_ATOMIC);
2952                         if (!buffer)
2953                                 return;
2954                         continue;
2955                 }
2956
2957                 /* Zero length indicates there are no more packets. */
2958                 if (ret || !bytes_recvd)
2959                         break;
2960
2961                 /*
2962                  * All incoming packets must be at least as large as a
2963                  * response.
2964                  */
2965                 if (bytes_recvd <= sizeof(struct pci_response))
2966                         continue;
2967                 desc = (struct vmpacket_descriptor *)buffer;
2968
2969                 switch (desc->type) {
2970                 case VM_PKT_COMP:
2971
2972                         lock_requestor(chan, flags);
2973                         req_addr = __vmbus_request_addr_match(chan, req_id,
2974                                                               VMBUS_RQST_ADDR_ANY);
2975                         if (req_addr == VMBUS_RQST_ERROR) {
2976                                 unlock_requestor(chan, flags);
2977                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2978                                         "Invalid transaction ID %llx\n",
2979                                         req_id);
2980                                 break;
2981                         }
2982                         comp_packet = (struct pci_packet *)req_addr;
2983                         response = (struct pci_response *)buffer;
2984                         /*
2985                          * Call ->completion_func() within the critical section to make
2986                          * sure that the packet pointer is still valid during the call:
2987                          * here 'valid' means that there's a task still waiting for the
2988                          * completion, and that the packet data is still on the waiting
2989                          * task's stack.  Cf. hv_compose_msi_msg().
2990                          */
2991                         comp_packet->completion_func(comp_packet->compl_ctxt,
2992                                                      response,
2993                                                      bytes_recvd);
2994                         unlock_requestor(chan, flags);
2995                         break;
2996
2997                 case VM_PKT_DATA_INBAND:
2998
2999                         new_message = (struct pci_incoming_message *)buffer;
3000                         switch (new_message->message_type.type) {
3001                         case PCI_BUS_RELATIONS:
3002
3003                                 bus_rel = (struct pci_bus_relations *)buffer;
3004                                 if (bytes_recvd < sizeof(*bus_rel) ||
3005                                     bytes_recvd <
3006                                         struct_size(bus_rel, func,
3007                                                     bus_rel->device_count)) {
3008                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
3009                                                 "bus relations too small\n");
3010                                         break;
3011                                 }
3012
3013                                 hv_pci_devices_present(hbus, bus_rel);
3014                                 break;
3015
3016                         case PCI_BUS_RELATIONS2:
3017
3018                                 bus_rel2 = (struct pci_bus_relations2 *)buffer;
3019                                 if (bytes_recvd < sizeof(*bus_rel2) ||
3020                                     bytes_recvd <
3021                                         struct_size(bus_rel2, func,
3022                                                     bus_rel2->device_count)) {
3023                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
3024                                                 "bus relations v2 too small\n");
3025                                         break;
3026                                 }
3027
3028                                 hv_pci_devices_present2(hbus, bus_rel2);
3029                                 break;
3030
3031                         case PCI_EJECT:
3032
3033                                 dev_message = (struct pci_dev_incoming *)buffer;
3034                                 if (bytes_recvd < sizeof(*dev_message)) {
3035                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
3036                                                 "eject message too small\n");
3037                                         break;
3038                                 }
3039                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
3040                                                       dev_message->wslot.slot);
3041                                 if (hpdev) {
3042                                         hv_pci_eject_device(hpdev);
3043                                         put_pcichild(hpdev);
3044                                 }
3045                                 break;
3046
3047                         case PCI_INVALIDATE_BLOCK:
3048
3049                                 inval = (struct pci_dev_inval_block *)buffer;
3050                                 if (bytes_recvd < sizeof(*inval)) {
3051                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
3052                                                 "invalidate message too small\n");
3053                                         break;
3054                                 }
3055                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
3056                                                            inval->wslot.slot);
3057                                 if (hpdev) {
3058                                         if (hpdev->block_invalidate) {
3059                                                 hpdev->block_invalidate(
3060                                                     hpdev->invalidate_context,
3061                                                     inval->block_mask);
3062                                         }
3063                                         put_pcichild(hpdev);
3064                                 }
3065                                 break;
3066
3067                         default:
3068                                 dev_warn(&hbus->hdev->device,
3069                                         "Unimplemented protocol message %x\n",
3070                                         new_message->message_type.type);
3071                                 break;
3072                         }
3073                         break;
3074
3075                 default:
3076                         dev_err(&hbus->hdev->device,
3077                                 "unhandled packet type %d, tid %llx len %d\n",
3078                                 desc->type, req_id, bytes_recvd);
3079                         break;
3080                 }
3081         }
3082
3083         kfree(buffer);
3084 }
3085
3086 /**
3087  * hv_pci_protocol_negotiation() - Set up protocol
3088  * @hdev:               VMBus's tracking struct for this root PCI bus.
3089  * @version:            Array of supported channel protocol versions in
3090  *                      the order of probing - highest go first.
3091  * @num_version:        Number of elements in the version array.
3092  *
3093  * This driver is intended to support running on Windows 10
3094  * (server) and later versions. It will not run on earlier
3095  * versions, as they assume that many of the operations which
3096  * Linux needs accomplished with a spinlock held were done via
3097  * asynchronous messaging via VMBus.  Windows 10 increases the
3098  * surface area of PCI emulation so that these actions can take
3099  * place by suspending a virtual processor for their duration.
3100  *
3101  * This function negotiates the channel protocol version,
3102  * failing if the host doesn't support the necessary protocol
3103  * level.
3104  */
3105 static int hv_pci_protocol_negotiation(struct hv_device *hdev,
3106                                        enum pci_protocol_version_t version[],
3107                                        int num_version)
3108 {
3109         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3110         struct pci_version_request *version_req;
3111         struct hv_pci_compl comp_pkt;
3112         struct pci_packet *pkt;
3113         int ret;
3114         int i;
3115
3116         /*
3117          * Initiate the handshake with the host and negotiate
3118          * a version that the host can support. We start with the
3119          * highest version number and go down if the host cannot
3120          * support it.
3121          */
3122         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*version_req), GFP_KERNEL);
3123         if (!pkt)
3124                 return -ENOMEM;
3125
3126         init_completion(&comp_pkt.host_event);
3127         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
3128         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
3129         version_req = (struct pci_version_request *)&pkt->message;
3130         version_req->message_type.type = PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION;
3131
3132         for (i = 0; i < num_version; i++) {
3133                 version_req->protocol_version = version[i];
3134                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, version_req,
3135                                 sizeof(struct pci_version_request),
3136                                 (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
3137                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
3138                 if (!ret)
3139                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
3140
3141                 if (ret) {
3142                         dev_err(&hdev->device,
3143                                 "PCI Pass-through VSP failed to request version: %d",
3144                                 ret);
3145                         goto exit;
3146                 }
3147
3148                 if (comp_pkt.completion_status >= 0) {
3149                         hbus->protocol_version = version[i];
3150                         dev_info(&hdev->device,
3151                                 "PCI VMBus probing: Using version %#x\n",
3152                                 hbus->protocol_version);
3153                         goto exit;
3154                 }
3155
3156                 if (comp_pkt.completion_status != STATUS_REVISION_MISMATCH) {
3157                         dev_err(&hdev->device,
3158                                 "PCI Pass-through VSP failed version request: %#x",
3159                                 comp_pkt.completion_status);
3160                         ret = -EPROTO;
3161                         goto exit;
3162                 }
3163
3164                 reinit_completion(&comp_pkt.host_event);
3165         }
3166
3167         dev_err(&hdev->device,
3168                 "PCI pass-through VSP failed to find supported version");
3169         ret = -EPROTO;
3170
3171 exit:
3172         kfree(pkt);
3173         return ret;
3174 }
3175
3176 /**
3177  * hv_pci_free_bridge_windows() - Release memory regions for the
3178  * bus
3179  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
3180  */
3181 static void hv_pci_free_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
3182 {
3183         /*
3184          * Set the resources back to the way they looked when they
3185          * were allocated by setting IORESOURCE_BUSY again.
3186          */
3187
3188         if (hbus->low_mmio_space && hbus->low_mmio_res) {
3189                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
3190                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
3191                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
3192         }
3193
3194         if (hbus->high_mmio_space && hbus->high_mmio_res) {
3195                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
3196                 vmbus_free_mmio(hbus->high_mmio_res->start,
3197                                 resource_size(hbus->high_mmio_res));
3198         }
3199 }
3200
3201 /**
3202  * hv_pci_allocate_bridge_windows() - Allocate memory regions
3203  * for the bus
3204  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
3205  *
3206  * This function calls vmbus_allocate_mmio(), which is itself a
3207  * bit of a compromise.  Ideally, we might change the pnp layer
3208  * in the kernel such that it comprehends either PCI devices
3209  * which are "grandchildren of ACPI," with some intermediate bus
3210  * node (in this case, VMBus) or change it such that it
3211  * understands VMBus.  The pnp layer, however, has been declared
3212  * deprecated, and not subject to change.
3213  *
3214  * The workaround, implemented here, is to ask VMBus to allocate
3215  * MMIO space for this bus.  VMBus itself knows which ranges are
3216  * appropriate by looking at its own ACPI objects.  Then, after
3217  * these ranges are claimed, they're modified to look like they
3218  * would have looked if the ACPI and pnp code had allocated
3219  * bridge windows.  These descriptors have to exist in this form
3220  * in order to satisfy the code which will get invoked when the
3221  * endpoint PCI function driver calls request_mem_region() or
3222  * request_mem_region_exclusive().
3223  *
3224  * Return: 0 on success, -errno on failure
3225  */
3226 static int hv_pci_allocate_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
3227 {
3228         resource_size_t align;
3229         int ret;
3230
3231         if (hbus->low_mmio_space) {
3232                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
3233                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->low_mmio_res, hbus->hdev, 0,
3234                                           (u64)(u32)0xffffffff,
3235                                           hbus->low_mmio_space,
3236                                           align, false);
3237                 if (ret) {
3238                         dev_err(&hbus->hdev->device,
3239                                 "Need %#llx of low MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
3240                                 hbus->low_mmio_space);
3241                         return ret;
3242                 }
3243
3244                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
3245                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
3246                 hbus->low_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
3247                 pci_add_resource(&hbus->bridge->windows, hbus->low_mmio_res);
3248         }
3249
3250         if (hbus->high_mmio_space) {
3251                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
3252                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->high_mmio_res, hbus->hdev,
3253                                           0x100000000, -1,
3254                                           hbus->high_mmio_space, align,
3255                                           false);
3256                 if (ret) {
3257                         dev_err(&hbus->hdev->device,
3258                                 "Need %#llx of high MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
3259                                 hbus->high_mmio_space);
3260                         goto release_low_mmio;
3261                 }
3262
3263                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
3264                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
3265                 hbus->high_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
3266                 pci_add_resource(&hbus->bridge->windows, hbus->high_mmio_res);
3267         }
3268
3269         return 0;
3270
3271 release_low_mmio:
3272         if (hbus->low_mmio_res) {
3273                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
3274                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
3275         }
3276
3277         return ret;
3278 }
3279
3280 /**
3281  * hv_allocate_config_window() - Find MMIO space for PCI Config
3282  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
3283  *
3284  * This function claims memory-mapped I/O space for accessing
3285  * configuration space for the functions on this bus.
3286  *
3287  * Return: 0 on success, -errno on failure
3288  */
3289 static int hv_allocate_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
3290 {
3291         int ret;
3292
3293         /*
3294          * Set up a region of MMIO space to use for accessing configuration
3295          * space.
3296          */
3297         ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->mem_config, hbus->hdev, 0, -1,
3298                                   PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH, 0x1000, false);
3299         if (ret)
3300                 return ret;
3301
3302         /*
3303          * vmbus_allocate_mmio() gets used for allocating both device endpoint
3304          * resource claims (those which cannot be overlapped) and the ranges
3305          * which are valid for the children of this bus, which are intended
3306          * to be overlapped by those children.  Set the flag on this claim
3307          * meaning that this region can't be overlapped.
3308          */
3309
3310         hbus->mem_config->flags |= IORESOURCE_BUSY;
3311
3312         return 0;
3313 }
3314
3315 static void hv_free_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
3316 {
3317         vmbus_free_mmio(hbus->mem_config->start, PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
3318 }
3319
3320 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs);
3321
3322 /**
3323  * hv_pci_enter_d0() - Bring the "bus" into the D0 power state
3324  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3325  *
3326  * Return: 0 on success, -errno on failure
3327  */
3328 static int hv_pci_enter_d0(struct hv_device *hdev)
3329 {
3330         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3331         struct pci_bus_d0_entry *d0_entry;
3332         struct hv_pci_compl comp_pkt;
3333         struct pci_packet *pkt;
3334         int ret;
3335
3336         /*
3337          * Tell the host that the bus is ready to use, and moved into the
3338          * powered-on state.  This includes telling the host which region
3339          * of memory-mapped I/O space has been chosen for configuration space
3340          * access.
3341          */
3342         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*d0_entry), GFP_KERNEL);
3343         if (!pkt)
3344                 return -ENOMEM;
3345
3346         init_completion(&comp_pkt.host_event);
3347         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
3348         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
3349         d0_entry = (struct pci_bus_d0_entry *)&pkt->message;
3350         d0_entry->message_type.type = PCI_BUS_D0ENTRY;
3351         d0_entry->mmio_base = hbus->mem_config->start;
3352
3353         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, d0_entry, sizeof(*d0_entry),
3354                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
3355                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
3356         if (!ret)
3357                 ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
3358
3359         if (ret)
3360                 goto exit;
3361
3362         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
3363                 dev_err(&hdev->device,
3364                         "PCI Pass-through VSP failed D0 Entry with status %x\n",
3365                         comp_pkt.completion_status);
3366                 ret = -EPROTO;
3367                 goto exit;
3368         }
3369
3370         ret = 0;
3371
3372 exit:
3373         kfree(pkt);
3374         return ret;
3375 }
3376
3377 /**
3378  * hv_pci_query_relations() - Ask host to send list of child
3379  * devices
3380  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3381  *
3382  * Return: 0 on success, -errno on failure
3383  */
3384 static int hv_pci_query_relations(struct hv_device *hdev)
3385 {
3386         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3387         struct pci_message message;
3388         struct completion comp;
3389         int ret;
3390
3391         /* Ask the host to send along the list of child devices */
3392         init_completion(&comp);
3393         if (cmpxchg(&hbus->survey_event, NULL, &comp))
3394                 return -ENOTEMPTY;
3395
3396         memset(&message, 0, sizeof(message));
3397         message.type = PCI_QUERY_BUS_RELATIONS;
3398
3399         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &message, sizeof(message),
3400                                0, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
3401         if (!ret)
3402                 ret = wait_for_response(hdev, &comp);
3403
3404         return ret;
3405 }
3406
3407 /**
3408  * hv_send_resources_allocated() - Report local resource choices
3409  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3410  *
3411  * The host OS is expecting to be sent a request as a message
3412  * which contains all the resources that the device will use.
3413  * The response contains those same resources, "translated"
3414  * which is to say, the values which should be used by the
3415  * hardware, when it delivers an interrupt.  (MMIO resources are
3416  * used in local terms.)  This is nice for Windows, and lines up
3417  * with the FDO/PDO split, which doesn't exist in Linux.  Linux
3418  * is deeply expecting to scan an emulated PCI configuration
3419  * space.  So this message is sent here only to drive the state
3420  * machine on the host forward.
3421  *
3422  * Return: 0 on success, -errno on failure
3423  */
3424 static int hv_send_resources_allocated(struct hv_device *hdev)
3425 {
3426         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3427         struct pci_resources_assigned *res_assigned;
3428         struct pci_resources_assigned2 *res_assigned2;
3429         struct hv_pci_compl comp_pkt;
3430         struct hv_pci_dev *hpdev;
3431         struct pci_packet *pkt;
3432         size_t size_res;
3433         int wslot;
3434         int ret;
3435
3436         size_res = (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2)
3437                         ? sizeof(*res_assigned) : sizeof(*res_assigned2);
3438
3439         pkt = kmalloc(sizeof(*pkt) + size_res, GFP_KERNEL);
3440         if (!pkt)
3441                 return -ENOMEM;
3442
3443         ret = 0;
3444
3445         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
3446                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
3447                 if (!hpdev)
3448                         continue;
3449
3450                 memset(pkt, 0, sizeof(*pkt) + size_res);
3451                 init_completion(&comp_pkt.host_event);
3452                 pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
3453                 pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
3454
3455                 if (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
3456                         res_assigned =
3457                                 (struct pci_resources_assigned *)&pkt->message;
3458                         res_assigned->message_type.type =
3459                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED;
3460                         res_assigned->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
3461                 } else {
3462                         res_assigned2 =
3463                                 (struct pci_resources_assigned2 *)&pkt->message;
3464                         res_assigned2->message_type.type =
3465                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED2;
3466                         res_assigned2->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
3467                 }
3468                 put_pcichild(hpdev);
3469
3470                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt->message,
3471                                 size_res, (unsigned long)pkt,
3472                                 VM_PKT_DATA_INBAND,
3473                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
3474                 if (!ret)
3475                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
3476                 if (ret)
3477                         break;
3478
3479                 if (comp_pkt.completion_status < 0) {
3480                         ret = -EPROTO;
3481                         dev_err(&hdev->device,
3482                                 "resource allocated returned 0x%x",
3483                                 comp_pkt.completion_status);
3484                         break;
3485                 }
3486
3487                 hbus->wslot_res_allocated = wslot;
3488         }
3489
3490         kfree(pkt);
3491         return ret;
3492 }
3493
3494 /**
3495  * hv_send_resources_released() - Report local resources
3496  * released
3497  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3498  *
3499  * Return: 0 on success, -errno on failure
3500  */
3501 static int hv_send_resources_released(struct hv_device *hdev)
3502 {
3503         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3504         struct pci_child_message pkt;
3505         struct hv_pci_dev *hpdev;
3506         int wslot;
3507         int ret;
3508
3509         for (wslot = hbus->wslot_res_allocated; wslot >= 0; wslot--) {
3510                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
3511                 if (!hpdev)
3512                         continue;
3513
3514                 memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
3515                 pkt.message_type.type = PCI_RESOURCES_RELEASED;
3516                 pkt.wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
3517
3518                 put_pcichild(hpdev);
3519
3520                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt, sizeof(pkt), 0,
3521                                        VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
3522                 if (ret)
3523                         return ret;
3524
3525                 hbus->wslot_res_allocated = wslot - 1;
3526         }
3527
3528         hbus->wslot_res_allocated = -1;
3529
3530         return 0;
3531 }
3532
3533 #define HVPCI_DOM_MAP_SIZE (64 * 1024)
3534 static DECLARE_BITMAP(hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE);
3535
3536 /*
3537  * PCI domain number 0 is used by emulated devices on Gen1 VMs, so define 0
3538  * as invalid for passthrough PCI devices of this driver.
3539  */
3540 #define HVPCI_DOM_INVALID 0
3541
3542 /**
3543  * hv_get_dom_num() - Get a valid PCI domain number
3544  * Check if the PCI domain number is in use, and return another number if
3545  * it is in use.
3546  *
3547  * @dom: Requested domain number
3548  *
3549  * return: domain number on success, HVPCI_DOM_INVALID on failure
3550  */
3551 static u16 hv_get_dom_num(u16 dom)
3552 {
3553         unsigned int i;
3554
3555         if (test_and_set_bit(dom, hvpci_dom_map) == 0)
3556                 return dom;
3557
3558         for_each_clear_bit(i, hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE) {
3559                 if (test_and_set_bit(i, hvpci_dom_map) == 0)
3560                         return i;
3561         }
3562
3563         return HVPCI_DOM_INVALID;
3564 }
3565
3566 /**
3567  * hv_put_dom_num() - Mark the PCI domain number as free
3568  * @dom: Domain number to be freed
3569  */
3570 static void hv_put_dom_num(u16 dom)
3571 {
3572         clear_bit(dom, hvpci_dom_map);
3573 }
3574
3575 /**
3576  * hv_pci_probe() - New VMBus channel probe, for a root PCI bus
3577  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3578  * @dev_id:     Identifies the device itself
3579  *
3580  * Return: 0 on success, -errno on failure
3581  */
3582 static int hv_pci_probe(struct hv_device *hdev,
3583                         const struct hv_vmbus_device_id *dev_id)
3584 {
3585         struct pci_host_bridge *bridge;
3586         struct hv_pcibus_device *hbus;
3587         u16 dom_req, dom;
3588         char *name;
3589         bool enter_d0_retry = true;
3590         int ret;
3591
3592         bridge = devm_pci_alloc_host_bridge(&hdev->device, 0);
3593         if (!bridge)
3594                 return -ENOMEM;
3595
3596         hbus = kzalloc(sizeof(*hbus), GFP_KERNEL);
3597         if (!hbus)
3598                 return -ENOMEM;
3599
3600         hbus->bridge = bridge;
3601         hbus->state = hv_pcibus_init;
3602         hbus->wslot_res_allocated = -1;
3603
3604         /*
3605          * The PCI bus "domain" is what is called "segment" in ACPI and other
3606          * specs. Pull it from the instance ID, to get something usually
3607          * unique. In rare cases of collision, we will find out another number
3608          * not in use.
3609          *
3610          * Note that, since this code only runs in a Hyper-V VM, Hyper-V
3611          * together with this guest driver can guarantee that (1) The only
3612          * domain used by Gen1 VMs for something that looks like a physical
3613          * PCI bus (which is actually emulated by the hypervisor) is domain 0.
3614          * (2) There will be no overlap between domains (after fixing possible
3615          * collisions) in the same VM.
3616          */
3617         dom_req = hdev->dev_instance.b[5] << 8 | hdev->dev_instance.b[4];
3618         dom = hv_get_dom_num(dom_req);
3619
3620         if (dom == HVPCI_DOM_INVALID) {
3621                 dev_err(&hdev->device,
3622                         "Unable to use dom# 0x%x or other numbers", dom_req);
3623                 ret = -EINVAL;
3624                 goto free_bus;
3625         }
3626
3627         if (dom != dom_req)
3628                 dev_info(&hdev->device,
3629                          "PCI dom# 0x%x has collision, using 0x%x",
3630                          dom_req, dom);
3631
3632         hbus->bridge->domain_nr = dom;
3633 #ifdef CONFIG_X86
3634         hbus->sysdata.domain = dom;
3635         hbus->use_calls = !!(ms_hyperv.hints & HV_X64_USE_MMIO_HYPERCALLS);
3636 #elif defined(CONFIG_ARM64)
3637         /*
3638          * Set the PCI bus parent to be the corresponding VMbus
3639          * device. Then the VMbus device will be assigned as the
3640          * ACPI companion in pcibios_root_bridge_prepare() and
3641          * pci_dma_configure() will propagate device coherence
3642          * information to devices created on the bus.
3643          */
3644         hbus->sysdata.parent = hdev->device.parent;
3645         hbus->use_calls = false;
3646 #endif
3647
3648         hbus->hdev = hdev;
3649         INIT_LIST_HEAD(&hbus->children);
3650         INIT_LIST_HEAD(&hbus->dr_list);
3651         spin_lock_init(&hbus->config_lock);
3652         spin_lock_init(&hbus->device_list_lock);
3653         hbus->wq = alloc_ordered_workqueue("hv_pci_%x", 0,
3654                                            hbus->bridge->domain_nr);
3655         if (!hbus->wq) {
3656                 ret = -ENOMEM;
3657                 goto free_dom;
3658         }
3659
3660         hdev->channel->next_request_id_callback = vmbus_next_request_id;
3661         hdev->channel->request_addr_callback = vmbus_request_addr;
3662         hdev->channel->rqstor_size = HV_PCI_RQSTOR_SIZE;
3663
3664         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
3665                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
3666         if (ret)
3667                 goto destroy_wq;
3668
3669         hv_set_drvdata(hdev, hbus);
3670
3671         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, pci_protocol_versions,
3672                                           ARRAY_SIZE(pci_protocol_versions));
3673         if (ret)
3674                 goto close;
3675
3676         ret = hv_allocate_config_window(hbus);
3677         if (ret)
3678                 goto close;
3679
3680         hbus->cfg_addr = ioremap(hbus->mem_config->start,
3681                                  PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
3682         if (!hbus->cfg_addr) {
3683                 dev_err(&hdev->device,
3684                         "Unable to map a virtual address for config space\n");
3685                 ret = -ENOMEM;
3686                 goto free_config;
3687         }
3688
3689         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%pUL", &hdev->dev_instance);
3690         if (!name) {
3691                 ret = -ENOMEM;
3692                 goto unmap;
3693         }
3694
3695         hbus->fwnode = irq_domain_alloc_named_fwnode(name);
3696         kfree(name);
3697         if (!hbus->fwnode) {
3698                 ret = -ENOMEM;
3699                 goto unmap;
3700         }
3701
3702         ret = hv_pcie_init_irq_domain(hbus);
3703         if (ret)
3704                 goto free_fwnode;
3705
3706 retry:
3707         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
3708         if (ret)
3709                 goto free_irq_domain;
3710
3711         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
3712         /*
3713          * In certain case (Kdump) the pci device of interest was
3714          * not cleanly shut down and resource is still held on host
3715          * side, the host could return invalid device status.
3716          * We need to explicitly request host to release the resource
3717          * and try to enter D0 again.
3718          * Since the hv_pci_bus_exit() call releases structures
3719          * of all its child devices, we need to start the retry from
3720          * hv_pci_query_relations() call, requesting host to send
3721          * the synchronous child device relations message before this
3722          * information is needed in hv_send_resources_allocated()
3723          * call later.
3724          */
3725         if (ret == -EPROTO && enter_d0_retry) {
3726                 enter_d0_retry = false;
3727
3728                 dev_err(&hdev->device, "Retrying D0 Entry\n");
3729
3730                 /*
3731                  * Hv_pci_bus_exit() calls hv_send_resources_released()
3732                  * to free up resources of its child devices.
3733                  * In the kdump kernel we need to set the
3734                  * wslot_res_allocated to 255 so it scans all child
3735                  * devices to release resources allocated in the
3736                  * normal kernel before panic happened.
3737                  */
3738                 hbus->wslot_res_allocated = 255;
3739                 ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3740
3741                 if (ret == 0)
3742                         goto retry;
3743
3744                 dev_err(&hdev->device,
3745                         "Retrying D0 failed with ret %d\n", ret);
3746         }
3747         if (ret)
3748                 goto free_irq_domain;
3749
3750         ret = hv_pci_allocate_bridge_windows(hbus);
3751         if (ret)
3752                 goto exit_d0;
3753
3754         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
3755         if (ret)
3756                 goto free_windows;
3757
3758         prepopulate_bars(hbus);
3759
3760         hbus->state = hv_pcibus_probed;
3761
3762         ret = create_root_hv_pci_bus(hbus);
3763         if (ret)
3764                 goto free_windows;
3765
3766         return 0;
3767
3768 free_windows:
3769         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3770 exit_d0:
3771         (void) hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3772 free_irq_domain:
3773         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3774 free_fwnode:
3775         irq_domain_free_fwnode(hbus->fwnode);
3776 unmap:
3777         iounmap(hbus->cfg_addr);
3778 free_config:
3779         hv_free_config_window(hbus);
3780 close:
3781         vmbus_close(hdev->channel);
3782 destroy_wq:
3783         destroy_workqueue(hbus->wq);
3784 free_dom:
3785         hv_put_dom_num(hbus->bridge->domain_nr);
3786 free_bus:
3787         kfree(hbus);
3788         return ret;
3789 }
3790
3791 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs)
3792 {
3793         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3794         struct vmbus_channel *chan = hdev->channel;
3795         struct {
3796                 struct pci_packet teardown_packet;
3797                 u8 buffer[sizeof(struct pci_message)];
3798         } pkt;
3799         struct hv_pci_compl comp_pkt;
3800         struct hv_pci_dev *hpdev, *tmp;
3801         unsigned long flags;
3802         u64 trans_id;
3803         int ret;
3804
3805         /*
3806          * After the host sends the RESCIND_CHANNEL message, it doesn't
3807          * access the per-channel ringbuffer any longer.
3808          */
3809         if (chan->rescind)
3810                 return 0;
3811
3812         if (!keep_devs) {
3813                 struct list_head removed;
3814
3815                 /* Move all present children to the list on stack */
3816                 INIT_LIST_HEAD(&removed);
3817                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
3818                 list_for_each_entry_safe(hpdev, tmp, &hbus->children, list_entry)
3819                         list_move_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
3820                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
3821
3822                 /* Remove all children in the list */
3823                 list_for_each_entry_safe(hpdev, tmp, &removed, list_entry) {
3824                         list_del(&hpdev->list_entry);
3825                         if (hpdev->pci_slot)
3826                                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
3827                         /* For the two refs got in new_pcichild_device() */
3828                         put_pcichild(hpdev);
3829                         put_pcichild(hpdev);
3830                 }
3831         }
3832
3833         ret = hv_send_resources_released(hdev);
3834         if (ret) {
3835                 dev_err(&hdev->device,
3836                         "Couldn't send resources released packet(s)\n");
3837                 return ret;
3838         }
3839
3840         memset(&pkt.teardown_packet, 0, sizeof(pkt.teardown_packet));
3841         init_completion(&comp_pkt.host_event);
3842         pkt.teardown_packet.completion_func = hv_pci_generic_compl;
3843         pkt.teardown_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
3844         pkt.teardown_packet.message[0].type = PCI_BUS_D0EXIT;
3845
3846         ret = vmbus_sendpacket_getid(chan, &pkt.teardown_packet.message,
3847                                      sizeof(struct pci_message),
3848                                      (unsigned long)&pkt.teardown_packet,
3849                                      &trans_id, VM_PKT_DATA_INBAND,
3850                                      VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
3851         if (ret)
3852                 return ret;
3853
3854         if (wait_for_completion_timeout(&comp_pkt.host_event, 10 * HZ) == 0) {
3855                 /*
3856                  * The completion packet on the stack becomes invalid after
3857                  * 'return'; remove the ID from the VMbus requestor if the
3858                  * identifier is still mapped to/associated with the packet.
3859                  *
3860                  * Cf. hv_pci_onchannelcallback().
3861                  */
3862                 vmbus_request_addr_match(chan, trans_id,
3863                                          (unsigned long)&pkt.teardown_packet);
3864                 return -ETIMEDOUT;
3865         }
3866
3867         return 0;
3868 }
3869
3870 /**
3871  * hv_pci_remove() - Remove routine for this VMBus channel
3872  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3873  */
3874 static void hv_pci_remove(struct hv_device *hdev)
3875 {
3876         struct hv_pcibus_device *hbus;
3877
3878         hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3879         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
3880                 tasklet_disable(&hdev->channel->callback_event);
3881                 hbus->state = hv_pcibus_removing;
3882                 tasklet_enable(&hdev->channel->callback_event);
3883                 destroy_workqueue(hbus->wq);
3884                 hbus->wq = NULL;
3885                 /*
3886                  * At this point, no work is running or can be scheduled
3887                  * on hbus-wq. We can't race with hv_pci_devices_present()
3888                  * or hv_pci_eject_device(), it's safe to proceed.
3889                  */
3890
3891                 /* Remove the bus from PCI's point of view. */
3892                 pci_lock_rescan_remove();
3893                 pci_stop_root_bus(hbus->bridge->bus);
3894                 hv_pci_remove_slots(hbus);
3895                 pci_remove_root_bus(hbus->bridge->bus);
3896                 pci_unlock_rescan_remove();
3897         }
3898
3899         hv_pci_bus_exit(hdev, false);
3900
3901         vmbus_close(hdev->channel);
3902
3903         iounmap(hbus->cfg_addr);
3904         hv_free_config_window(hbus);
3905         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3906         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3907         irq_domain_free_fwnode(hbus->fwnode);
3908
3909         hv_put_dom_num(hbus->bridge->domain_nr);
3910
3911         kfree(hbus);
3912 }
3913
3914 static int hv_pci_suspend(struct hv_device *hdev)
3915 {
3916         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3917         enum hv_pcibus_state old_state;
3918         int ret;
3919
3920         /*
3921          * hv_pci_suspend() must make sure there are no pending work items
3922          * before calling vmbus_close(), since it runs in a process context
3923          * as a callback in dpm_suspend().  When it starts to run, the channel
3924          * callback hv_pci_onchannelcallback(), which runs in a tasklet
3925          * context, can be still running concurrently and scheduling new work
3926          * items onto hbus->wq in hv_pci_devices_present() and
3927          * hv_pci_eject_device(), and the work item handlers can access the
3928          * vmbus channel, which can be being closed by hv_pci_suspend(), e.g.
3929          * the work item handler pci_devices_present_work() ->
3930          * new_pcichild_device() writes to the vmbus channel.
3931          *
3932          * To eliminate the race, hv_pci_suspend() disables the channel
3933          * callback tasklet, sets hbus->state to hv_pcibus_removing, and
3934          * re-enables the tasklet. This way, when hv_pci_suspend() proceeds,
3935          * it knows that no new work item can be scheduled, and then it flushes
3936          * hbus->wq and safely closes the vmbus channel.
3937          */
3938         tasklet_disable(&hdev->channel->callback_event);
3939
3940         /* Change the hbus state to prevent new work items. */
3941         old_state = hbus->state;
3942         if (hbus->state == hv_pcibus_installed)
3943                 hbus->state = hv_pcibus_removing;
3944
3945         tasklet_enable(&hdev->channel->callback_event);
3946
3947         if (old_state != hv_pcibus_installed)
3948                 return -EINVAL;
3949
3950         flush_workqueue(hbus->wq);
3951
3952         ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3953         if (ret)
3954                 return ret;
3955
3956         vmbus_close(hdev->channel);
3957
3958         return 0;
3959 }
3960
3961 static int hv_pci_restore_msi_msg(struct pci_dev *pdev, void *arg)
3962 {
3963         struct irq_data *irq_data;
3964         struct msi_desc *entry;
3965         int ret = 0;
3966
3967         msi_lock_descs(&pdev->dev);
3968         msi_for_each_desc(entry, &pdev->dev, MSI_DESC_ASSOCIATED) {
3969                 irq_data = irq_get_irq_data(entry->irq);
3970                 if (WARN_ON_ONCE(!irq_data)) {
3971                         ret = -EINVAL;
3972                         break;
3973                 }
3974
3975                 hv_compose_msi_msg(irq_data, &entry->msg);
3976         }
3977         msi_unlock_descs(&pdev->dev);
3978
3979         return ret;
3980 }
3981
3982 /*
3983  * Upon resume, pci_restore_msi_state() -> ... ->  __pci_write_msi_msg()
3984  * directly writes the MSI/MSI-X registers via MMIO, but since Hyper-V
3985  * doesn't trap and emulate the MMIO accesses, here hv_compose_msi_msg()
3986  * must be used to ask Hyper-V to re-create the IOMMU Interrupt Remapping
3987  * Table entries.
3988  */
3989 static void hv_pci_restore_msi_state(struct hv_pcibus_device *hbus)
3990 {
3991         pci_walk_bus(hbus->bridge->bus, hv_pci_restore_msi_msg, NULL);
3992 }
3993
3994 static int hv_pci_resume(struct hv_device *hdev)
3995 {
3996         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3997         enum pci_protocol_version_t version[1];
3998         int ret;
3999
4000         hbus->state = hv_pcibus_init;
4001
4002         hdev->channel->next_request_id_callback = vmbus_next_request_id;
4003         hdev->channel->request_addr_callback = vmbus_request_addr;
4004         hdev->channel->rqstor_size = HV_PCI_RQSTOR_SIZE;
4005
4006         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
4007                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
4008         if (ret)
4009                 return ret;
4010
4011         /* Only use the version that was in use before hibernation. */
4012         version[0] = hbus->protocol_version;
4013         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, version, 1);
4014         if (ret)
4015                 goto out;
4016
4017         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
4018         if (ret)
4019                 goto out;
4020
4021         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
4022         if (ret)
4023                 goto out;
4024
4025         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
4026         if (ret)
4027                 goto out;
4028
4029         prepopulate_bars(hbus);
4030
4031         hv_pci_restore_msi_state(hbus);
4032
4033         hbus->state = hv_pcibus_installed;
4034         return 0;
4035 out:
4036         vmbus_close(hdev->channel);
4037         return ret;
4038 }
4039
4040 static const struct hv_vmbus_device_id hv_pci_id_table[] = {
4041         /* PCI Pass-through Class ID */
4042         /* 44C4F61D-4444-4400-9D52-802E27EDE19F */
4043         { HV_PCIE_GUID, },
4044         { },
4045 };
4046
4047 MODULE_DEVICE_TABLE(vmbus, hv_pci_id_table);
4048
4049 static struct hv_driver hv_pci_drv = {
4050         .name           = "hv_pci",
4051         .id_table       = hv_pci_id_table,
4052         .probe          = hv_pci_probe,
4053         .remove         = hv_pci_remove,
4054         .suspend        = hv_pci_suspend,
4055         .resume         = hv_pci_resume,
4056 };
4057
4058 static void __exit exit_hv_pci_drv(void)
4059 {
4060         vmbus_driver_unregister(&hv_pci_drv);
4061
4062         hvpci_block_ops.read_block = NULL;
4063         hvpci_block_ops.write_block = NULL;
4064         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = NULL;
4065 }
4066
4067 static int __init init_hv_pci_drv(void)
4068 {
4069         int ret;
4070
4071         if (!hv_is_hyperv_initialized())
4072                 return -ENODEV;
4073
4074         ret = hv_pci_irqchip_init();
4075         if (ret)
4076                 return ret;
4077
4078         /* Set the invalid domain number's bit, so it will not be used */
4079         set_bit(HVPCI_DOM_INVALID, hvpci_dom_map);
4080
4081         /* Initialize PCI block r/w interface */
4082         hvpci_block_ops.read_block = hv_read_config_block;
4083         hvpci_block_ops.write_block = hv_write_config_block;
4084         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = hv_register_block_invalidate;
4085
4086         return vmbus_driver_register(&hv_pci_drv);
4087 }
4088
4089 module_init(init_hv_pci_drv);
4090 module_exit(exit_hv_pci_drv);
4091
4092 MODULE_DESCRIPTION("Hyper-V PCI");
4093 MODULE_LICENSE("GPL v2");