Merge tag 's390-5.14-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/s390/linux
[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/delay.h>
44 #include <linux/semaphore.h>
45 #include <linux/irqdomain.h>
46 #include <asm/irqdomain.h>
47 #include <asm/apic.h>
48 #include <linux/irq.h>
49 #include <linux/msi.h>
50 #include <linux/hyperv.h>
51 #include <linux/refcount.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 };
68
69 #define CPU_AFFINITY_ALL        -1ULL
70
71 /*
72  * Supported protocol versions in the order of probing - highest go
73  * first.
74  */
75 static enum pci_protocol_version_t pci_protocol_versions[] = {
76         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3,
77         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2,
78         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1,
79 };
80
81 #define PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH  0x2000
82 #define CFG_PAGE_OFFSET 0x1000
83 #define CFG_PAGE_SIZE (PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH - CFG_PAGE_OFFSET)
84
85 #define MAX_SUPPORTED_MSI_MESSAGES 0x400
86
87 #define STATUS_REVISION_MISMATCH 0xC0000059
88
89 /* space for 32bit serial number as string */
90 #define SLOT_NAME_SIZE 11
91
92 /*
93  * Message Types
94  */
95
96 enum pci_message_type {
97         /*
98          * Version 1.1
99          */
100         PCI_MESSAGE_BASE                = 0x42490000,
101         PCI_BUS_RELATIONS               = PCI_MESSAGE_BASE + 0,
102         PCI_QUERY_BUS_RELATIONS         = PCI_MESSAGE_BASE + 1,
103         PCI_POWER_STATE_CHANGE          = PCI_MESSAGE_BASE + 4,
104         PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS = PCI_MESSAGE_BASE + 5,
105         PCI_QUERY_RESOURCE_RESOURCES    = PCI_MESSAGE_BASE + 6,
106         PCI_BUS_D0ENTRY                 = PCI_MESSAGE_BASE + 7,
107         PCI_BUS_D0EXIT                  = PCI_MESSAGE_BASE + 8,
108         PCI_READ_BLOCK                  = PCI_MESSAGE_BASE + 9,
109         PCI_WRITE_BLOCK                 = PCI_MESSAGE_BASE + 0xA,
110         PCI_EJECT                       = PCI_MESSAGE_BASE + 0xB,
111         PCI_QUERY_STOP                  = PCI_MESSAGE_BASE + 0xC,
112         PCI_REENABLE                    = PCI_MESSAGE_BASE + 0xD,
113         PCI_QUERY_STOP_FAILED           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xE,
114         PCI_EJECTION_COMPLETE           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xF,
115         PCI_RESOURCES_ASSIGNED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x10,
116         PCI_RESOURCES_RELEASED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x11,
117         PCI_INVALIDATE_BLOCK            = PCI_MESSAGE_BASE + 0x12,
118         PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION      = PCI_MESSAGE_BASE + 0x13,
119         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x14,
120         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x15,
121         PCI_RESOURCES_ASSIGNED2         = PCI_MESSAGE_BASE + 0x16,
122         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x17,
123         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x18, /* unused */
124         PCI_BUS_RELATIONS2              = PCI_MESSAGE_BASE + 0x19,
125         PCI_MESSAGE_MAXIMUM
126 };
127
128 /*
129  * Structures defining the virtual PCI Express protocol.
130  */
131
132 union pci_version {
133         struct {
134                 u16 minor_version;
135                 u16 major_version;
136         } parts;
137         u32 version;
138 } __packed;
139
140 /*
141  * Function numbers are 8-bits wide on Express, as interpreted through ARI,
142  * which is all this driver does.  This representation is the one used in
143  * Windows, which is what is expected when sending this back and forth with
144  * the Hyper-V parent partition.
145  */
146 union win_slot_encoding {
147         struct {
148                 u32     dev:5;
149                 u32     func:3;
150                 u32     reserved:24;
151         } bits;
152         u32 slot;
153 } __packed;
154
155 /*
156  * Pretty much as defined in the PCI Specifications.
157  */
158 struct pci_function_description {
159         u16     v_id;   /* vendor ID */
160         u16     d_id;   /* device ID */
161         u8      rev;
162         u8      prog_intf;
163         u8      subclass;
164         u8      base_class;
165         u32     subsystem_id;
166         union win_slot_encoding win_slot;
167         u32     ser;    /* serial number */
168 } __packed;
169
170 enum pci_device_description_flags {
171         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NONE                 = 0x0,
172         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY        = 0x1,
173 };
174
175 struct pci_function_description2 {
176         u16     v_id;   /* vendor ID */
177         u16     d_id;   /* device ID */
178         u8      rev;
179         u8      prog_intf;
180         u8      subclass;
181         u8      base_class;
182         u32     subsystem_id;
183         union   win_slot_encoding win_slot;
184         u32     ser;    /* serial number */
185         u32     flags;
186         u16     virtual_numa_node;
187         u16     reserved;
188 } __packed;
189
190 /**
191  * struct hv_msi_desc
192  * @vector:             IDT entry
193  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
194  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
195  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
196  *                      Interrupt Descriptor Table that are
197  *                      occupied by this Message-Signaled
198  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
199  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
200  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
201  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
202  *                      entry would have its own descriptor.
203  * @reserved:           Empty space
204  * @cpu_mask:           All the target virtual processors.
205  */
206 struct hv_msi_desc {
207         u8      vector;
208         u8      delivery_mode;
209         u16     vector_count;
210         u32     reserved;
211         u64     cpu_mask;
212 } __packed;
213
214 /**
215  * struct hv_msi_desc2 - 1.2 version of hv_msi_desc
216  * @vector:             IDT entry
217  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
218  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
219  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
220  *                      Interrupt Descriptor Table that are
221  *                      occupied by this Message-Signaled
222  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
223  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
224  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
225  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
226  *                      entry would have its own descriptor.
227  * @processor_count:    number of bits enabled in array.
228  * @processor_array:    All the target virtual processors.
229  */
230 struct hv_msi_desc2 {
231         u8      vector;
232         u8      delivery_mode;
233         u16     vector_count;
234         u16     processor_count;
235         u16     processor_array[32];
236 } __packed;
237
238 /**
239  * struct tran_int_desc
240  * @reserved:           unused, padding
241  * @vector_count:       same as in hv_msi_desc
242  * @data:               This is the "data payload" value that is
243  *                      written by the device when it generates
244  *                      a message-signaled interrupt, either MSI
245  *                      or MSI-X.
246  * @address:            This is the address to which the data
247  *                      payload is written on interrupt
248  *                      generation.
249  */
250 struct tran_int_desc {
251         u16     reserved;
252         u16     vector_count;
253         u32     data;
254         u64     address;
255 } __packed;
256
257 /*
258  * A generic message format for virtual PCI.
259  * Specific message formats are defined later in the file.
260  */
261
262 struct pci_message {
263         u32 type;
264 } __packed;
265
266 struct pci_child_message {
267         struct pci_message message_type;
268         union win_slot_encoding wslot;
269 } __packed;
270
271 struct pci_incoming_message {
272         struct vmpacket_descriptor hdr;
273         struct pci_message message_type;
274 } __packed;
275
276 struct pci_response {
277         struct vmpacket_descriptor hdr;
278         s32 status;                     /* negative values are failures */
279 } __packed;
280
281 struct pci_packet {
282         void (*completion_func)(void *context, struct pci_response *resp,
283                                 int resp_packet_size);
284         void *compl_ctxt;
285
286         struct pci_message message[];
287 };
288
289 /*
290  * Specific message types supporting the PCI protocol.
291  */
292
293 /*
294  * Version negotiation message. Sent from the guest to the host.
295  * The guest is free to try different versions until the host
296  * accepts the version.
297  *
298  * pci_version: The protocol version requested.
299  * is_last_attempt: If TRUE, this is the last version guest will request.
300  * reservedz: Reserved field, set to zero.
301  */
302
303 struct pci_version_request {
304         struct pci_message message_type;
305         u32 protocol_version;
306 } __packed;
307
308 /*
309  * Bus D0 Entry.  This is sent from the guest to the host when the virtual
310  * bus (PCI Express port) is ready for action.
311  */
312
313 struct pci_bus_d0_entry {
314         struct pci_message message_type;
315         u32 reserved;
316         u64 mmio_base;
317 } __packed;
318
319 struct pci_bus_relations {
320         struct pci_incoming_message incoming;
321         u32 device_count;
322         struct pci_function_description func[];
323 } __packed;
324
325 struct pci_bus_relations2 {
326         struct pci_incoming_message incoming;
327         u32 device_count;
328         struct pci_function_description2 func[];
329 } __packed;
330
331 struct pci_q_res_req_response {
332         struct vmpacket_descriptor hdr;
333         s32 status;                     /* negative values are failures */
334         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
335 } __packed;
336
337 struct pci_set_power {
338         struct pci_message message_type;
339         union win_slot_encoding wslot;
340         u32 power_state;                /* In Windows terms */
341         u32 reserved;
342 } __packed;
343
344 struct pci_set_power_response {
345         struct vmpacket_descriptor hdr;
346         s32 status;                     /* negative values are failures */
347         union win_slot_encoding wslot;
348         u32 resultant_state;            /* In Windows terms */
349         u32 reserved;
350 } __packed;
351
352 struct pci_resources_assigned {
353         struct pci_message message_type;
354         union win_slot_encoding wslot;
355         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
356         u32 msi_descriptors;
357         u32 reserved[4];
358 } __packed;
359
360 struct pci_resources_assigned2 {
361         struct pci_message message_type;
362         union win_slot_encoding wslot;
363         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
364         u32 msi_descriptor_count;
365         u8 reserved[70];
366 } __packed;
367
368 struct pci_create_interrupt {
369         struct pci_message message_type;
370         union win_slot_encoding wslot;
371         struct hv_msi_desc int_desc;
372 } __packed;
373
374 struct pci_create_int_response {
375         struct pci_response response;
376         u32 reserved;
377         struct tran_int_desc int_desc;
378 } __packed;
379
380 struct pci_create_interrupt2 {
381         struct pci_message message_type;
382         union win_slot_encoding wslot;
383         struct hv_msi_desc2 int_desc;
384 } __packed;
385
386 struct pci_delete_interrupt {
387         struct pci_message message_type;
388         union win_slot_encoding wslot;
389         struct tran_int_desc int_desc;
390 } __packed;
391
392 /*
393  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and bytes_requested.
394  */
395 struct pci_read_block {
396         struct pci_message message_type;
397         u32 block_id;
398         union win_slot_encoding wslot;
399         u32 bytes_requested;
400 } __packed;
401
402 struct pci_read_block_response {
403         struct vmpacket_descriptor hdr;
404         u32 status;
405         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
406 } __packed;
407
408 /*
409  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and byte_count.
410  */
411 struct pci_write_block {
412         struct pci_message message_type;
413         u32 block_id;
414         union win_slot_encoding wslot;
415         u32 byte_count;
416         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
417 } __packed;
418
419 struct pci_dev_inval_block {
420         struct pci_incoming_message incoming;
421         union win_slot_encoding wslot;
422         u64 block_mask;
423 } __packed;
424
425 struct pci_dev_incoming {
426         struct pci_incoming_message incoming;
427         union win_slot_encoding wslot;
428 } __packed;
429
430 struct pci_eject_response {
431         struct pci_message message_type;
432         union win_slot_encoding wslot;
433         u32 status;
434 } __packed;
435
436 static int pci_ring_size = (4 * PAGE_SIZE);
437
438 /*
439  * Driver specific state.
440  */
441
442 enum hv_pcibus_state {
443         hv_pcibus_init = 0,
444         hv_pcibus_probed,
445         hv_pcibus_installed,
446         hv_pcibus_removing,
447         hv_pcibus_removed,
448         hv_pcibus_maximum
449 };
450
451 struct hv_pcibus_device {
452         struct pci_sysdata sysdata;
453         /* Protocol version negotiated with the host */
454         enum pci_protocol_version_t protocol_version;
455         enum hv_pcibus_state state;
456         refcount_t remove_lock;
457         struct hv_device *hdev;
458         resource_size_t low_mmio_space;
459         resource_size_t high_mmio_space;
460         struct resource *mem_config;
461         struct resource *low_mmio_res;
462         struct resource *high_mmio_res;
463         struct completion *survey_event;
464         struct completion remove_event;
465         struct pci_bus *pci_bus;
466         spinlock_t config_lock; /* Avoid two threads writing index page */
467         spinlock_t device_list_lock;    /* Protect lists below */
468         void __iomem *cfg_addr;
469
470         struct list_head resources_for_children;
471
472         struct list_head children;
473         struct list_head dr_list;
474
475         struct msi_domain_info msi_info;
476         struct irq_domain *irq_domain;
477
478         spinlock_t retarget_msi_interrupt_lock;
479
480         struct workqueue_struct *wq;
481
482         /* Highest slot of child device with resources allocated */
483         int wslot_res_allocated;
484
485         /* hypercall arg, must not cross page boundary */
486         struct hv_retarget_device_interrupt retarget_msi_interrupt_params;
487
488         /*
489          * Don't put anything here: retarget_msi_interrupt_params must be last
490          */
491 };
492
493 /*
494  * Tracks "Device Relations" messages from the host, which must be both
495  * processed in order and deferred so that they don't run in the context
496  * of the incoming packet callback.
497  */
498 struct hv_dr_work {
499         struct work_struct wrk;
500         struct hv_pcibus_device *bus;
501 };
502
503 struct hv_pcidev_description {
504         u16     v_id;   /* vendor ID */
505         u16     d_id;   /* device ID */
506         u8      rev;
507         u8      prog_intf;
508         u8      subclass;
509         u8      base_class;
510         u32     subsystem_id;
511         union   win_slot_encoding win_slot;
512         u32     ser;    /* serial number */
513         u32     flags;
514         u16     virtual_numa_node;
515 };
516
517 struct hv_dr_state {
518         struct list_head list_entry;
519         u32 device_count;
520         struct hv_pcidev_description func[];
521 };
522
523 enum hv_pcichild_state {
524         hv_pcichild_init = 0,
525         hv_pcichild_requirements,
526         hv_pcichild_resourced,
527         hv_pcichild_ejecting,
528         hv_pcichild_maximum
529 };
530
531 struct hv_pci_dev {
532         /* List protected by pci_rescan_remove_lock */
533         struct list_head list_entry;
534         refcount_t refs;
535         enum hv_pcichild_state state;
536         struct pci_slot *pci_slot;
537         struct hv_pcidev_description desc;
538         bool reported_missing;
539         struct hv_pcibus_device *hbus;
540         struct work_struct wrk;
541
542         void (*block_invalidate)(void *context, u64 block_mask);
543         void *invalidate_context;
544
545         /*
546          * What would be observed if one wrote 0xFFFFFFFF to a BAR and then
547          * read it back, for each of the BAR offsets within config space.
548          */
549         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
550 };
551
552 struct hv_pci_compl {
553         struct completion host_event;
554         s32 completion_status;
555 };
556
557 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context);
558
559 /**
560  * hv_pci_generic_compl() - Invoked for a completion packet
561  * @context:            Set up by the sender of the packet.
562  * @resp:               The response packet
563  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the packet
564  *
565  * This function is used to trigger an event and report status
566  * for any message for which the completion packet contains a
567  * status and nothing else.
568  */
569 static void hv_pci_generic_compl(void *context, struct pci_response *resp,
570                                  int resp_packet_size)
571 {
572         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
573
574         if (resp_packet_size >= offsetofend(struct pci_response, status))
575                 comp_pkt->completion_status = resp->status;
576         else
577                 comp_pkt->completion_status = -1;
578
579         complete(&comp_pkt->host_event);
580 }
581
582 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
583                                                 u32 wslot);
584
585 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
586 {
587         refcount_inc(&hpdev->refs);
588 }
589
590 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
591 {
592         if (refcount_dec_and_test(&hpdev->refs))
593                 kfree(hpdev);
594 }
595
596 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
597 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
598
599 /*
600  * There is no good way to get notified from vmbus_onoffer_rescind(),
601  * so let's use polling here, since this is not a hot path.
602  */
603 static int wait_for_response(struct hv_device *hdev,
604                              struct completion *comp)
605 {
606         while (true) {
607                 if (hdev->channel->rescind) {
608                         dev_warn_once(&hdev->device, "The device is gone.\n");
609                         return -ENODEV;
610                 }
611
612                 if (wait_for_completion_timeout(comp, HZ / 10))
613                         break;
614         }
615
616         return 0;
617 }
618
619 /**
620  * devfn_to_wslot() - Convert from Linux PCI slot to Windows
621  * @devfn:      The Linux representation of PCI slot
622  *
623  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
624  *
625  * Return: The Windows representation
626  */
627 static u32 devfn_to_wslot(int devfn)
628 {
629         union win_slot_encoding wslot;
630
631         wslot.slot = 0;
632         wslot.bits.dev = PCI_SLOT(devfn);
633         wslot.bits.func = PCI_FUNC(devfn);
634
635         return wslot.slot;
636 }
637
638 /**
639  * wslot_to_devfn() - Convert from Windows PCI slot to Linux
640  * @wslot:      The Windows representation of PCI slot
641  *
642  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
643  *
644  * Return: The Linux representation
645  */
646 static int wslot_to_devfn(u32 wslot)
647 {
648         union win_slot_encoding slot_no;
649
650         slot_no.slot = wslot;
651         return PCI_DEVFN(slot_no.bits.dev, slot_no.bits.func);
652 }
653
654 /*
655  * PCI Configuration Space for these root PCI buses is implemented as a pair
656  * of pages in memory-mapped I/O space.  Writing to the first page chooses
657  * the PCI function being written or read.  Once the first page has been
658  * written to, the following page maps in the entire configuration space of
659  * the function.
660  */
661
662 /**
663  * _hv_pcifront_read_config() - Internal PCI config read
664  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
665  * @where:      Offset within config space
666  * @size:       Size of the transfer
667  * @val:        Pointer to the buffer receiving the data
668  */
669 static void _hv_pcifront_read_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
670                                      int size, u32 *val)
671 {
672         unsigned long flags;
673         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
674
675         /*
676          * If the attempt is to read the IDs or the ROM BAR, simulate that.
677          */
678         if (where + size <= PCI_COMMAND) {
679                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.v_id) + where, size);
680         } else if (where >= PCI_CLASS_REVISION && where + size <=
681                    PCI_CACHE_LINE_SIZE) {
682                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.rev) + where -
683                        PCI_CLASS_REVISION, size);
684         } else if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID && where + size <=
685                    PCI_ROM_ADDRESS) {
686                 memcpy(val, (u8 *)&hpdev->desc.subsystem_id + where -
687                        PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID, size);
688         } else if (where >= PCI_ROM_ADDRESS && where + size <=
689                    PCI_CAPABILITY_LIST) {
690                 /* ROM BARs are unimplemented */
691                 *val = 0;
692         } else if (where >= PCI_INTERRUPT_LINE && where + size <=
693                    PCI_INTERRUPT_PIN) {
694                 /*
695                  * Interrupt Line and Interrupt PIN are hard-wired to zero
696                  * because this front-end only supports message-signaled
697                  * interrupts.
698                  */
699                 *val = 0;
700         } else if (where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
701                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
702                 /* Choose the function to be read. (See comment above) */
703                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
704                 /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
705                 mb();
706                 /* Read from that function's config space. */
707                 switch (size) {
708                 case 1:
709                         *val = readb(addr);
710                         break;
711                 case 2:
712                         *val = readw(addr);
713                         break;
714                 default:
715                         *val = readl(addr);
716                         break;
717                 }
718                 /*
719                  * Make sure the read was done before we release the spinlock
720                  * allowing consecutive reads/writes.
721                  */
722                 mb();
723                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
724         } else {
725                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
726                         "Attempt to read beyond a function's config space.\n");
727         }
728 }
729
730 static u16 hv_pcifront_get_vendor_id(struct hv_pci_dev *hpdev)
731 {
732         u16 ret;
733         unsigned long flags;
734         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET +
735                              PCI_VENDOR_ID;
736
737         spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
738
739         /* Choose the function to be read. (See comment above) */
740         writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
741         /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
742         mb();
743         /* Read from that function's config space. */
744         ret = readw(addr);
745         /*
746          * mb() is not required here, because the spin_unlock_irqrestore()
747          * is a barrier.
748          */
749
750         spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
751
752         return ret;
753 }
754
755 /**
756  * _hv_pcifront_write_config() - Internal PCI config write
757  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
758  * @where:      Offset within config space
759  * @size:       Size of the transfer
760  * @val:        The data being transferred
761  */
762 static void _hv_pcifront_write_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
763                                       int size, u32 val)
764 {
765         unsigned long flags;
766         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
767
768         if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID &&
769             where + size <= PCI_CAPABILITY_LIST) {
770                 /* SSIDs and ROM BARs are read-only */
771         } else if (where >= PCI_COMMAND && where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
772                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
773                 /* Choose the function to be written. (See comment above) */
774                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
775                 /* Make sure the function was chosen before we start writing. */
776                 wmb();
777                 /* Write to that function's config space. */
778                 switch (size) {
779                 case 1:
780                         writeb(val, addr);
781                         break;
782                 case 2:
783                         writew(val, addr);
784                         break;
785                 default:
786                         writel(val, addr);
787                         break;
788                 }
789                 /*
790                  * Make sure the write was done before we release the spinlock
791                  * allowing consecutive reads/writes.
792                  */
793                 mb();
794                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
795         } else {
796                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
797                         "Attempt to write beyond a function's config space.\n");
798         }
799 }
800
801 /**
802  * hv_pcifront_read_config() - Read configuration space
803  * @bus: PCI Bus structure
804  * @devfn: Device/function
805  * @where: Offset from base
806  * @size: Byte/word/dword
807  * @val: Value to be read
808  *
809  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
810  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
811  */
812 static int hv_pcifront_read_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
813                                    int where, int size, u32 *val)
814 {
815         struct hv_pcibus_device *hbus =
816                 container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
817         struct hv_pci_dev *hpdev;
818
819         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
820         if (!hpdev)
821                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
822
823         _hv_pcifront_read_config(hpdev, where, size, val);
824
825         put_pcichild(hpdev);
826         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
827 }
828
829 /**
830  * hv_pcifront_write_config() - Write configuration space
831  * @bus: PCI Bus structure
832  * @devfn: Device/function
833  * @where: Offset from base
834  * @size: Byte/word/dword
835  * @val: Value to be written to device
836  *
837  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
838  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
839  */
840 static int hv_pcifront_write_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
841                                     int where, int size, u32 val)
842 {
843         struct hv_pcibus_device *hbus =
844             container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
845         struct hv_pci_dev *hpdev;
846
847         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
848         if (!hpdev)
849                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
850
851         _hv_pcifront_write_config(hpdev, where, size, val);
852
853         put_pcichild(hpdev);
854         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
855 }
856
857 /* PCIe operations */
858 static struct pci_ops hv_pcifront_ops = {
859         .read  = hv_pcifront_read_config,
860         .write = hv_pcifront_write_config,
861 };
862
863 /*
864  * Paravirtual backchannel
865  *
866  * Hyper-V SR-IOV provides a backchannel mechanism in software for
867  * communication between a VF driver and a PF driver.  These
868  * "configuration blocks" are similar in concept to PCI configuration space,
869  * but instead of doing reads and writes in 32-bit chunks through a very slow
870  * path, packets of up to 128 bytes can be sent or received asynchronously.
871  *
872  * Nearly every SR-IOV device contains just such a communications channel in
873  * hardware, so using this one in software is usually optional.  Using the
874  * software channel, however, allows driver implementers to leverage software
875  * tools that fuzz the communications channel looking for vulnerabilities.
876  *
877  * The usage model for these packets puts the responsibility for reading or
878  * writing on the VF driver.  The VF driver sends a read or a write packet,
879  * indicating which "block" is being referred to by number.
880  *
881  * If the PF driver wishes to initiate communication, it can "invalidate" one or
882  * more of the first 64 blocks.  This invalidation is delivered via a callback
883  * supplied by the VF driver by this driver.
884  *
885  * No protocol is implied, except that supplied by the PF and VF drivers.
886  */
887
888 struct hv_read_config_compl {
889         struct hv_pci_compl comp_pkt;
890         void *buf;
891         unsigned int len;
892         unsigned int bytes_returned;
893 };
894
895 /**
896  * hv_pci_read_config_compl() - Invoked when a response packet
897  * for a read config block operation arrives.
898  * @context:            Identifies the read config operation
899  * @resp:               The response packet itself
900  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
901  */
902 static void hv_pci_read_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
903                                      int resp_packet_size)
904 {
905         struct hv_read_config_compl *comp = context;
906         struct pci_read_block_response *read_resp =
907                 (struct pci_read_block_response *)resp;
908         unsigned int data_len, hdr_len;
909
910         hdr_len = offsetof(struct pci_read_block_response, bytes);
911         if (resp_packet_size < hdr_len) {
912                 comp->comp_pkt.completion_status = -1;
913                 goto out;
914         }
915
916         data_len = resp_packet_size - hdr_len;
917         if (data_len > 0 && read_resp->status == 0) {
918                 comp->bytes_returned = min(comp->len, data_len);
919                 memcpy(comp->buf, read_resp->bytes, comp->bytes_returned);
920         } else {
921                 comp->bytes_returned = 0;
922         }
923
924         comp->comp_pkt.completion_status = read_resp->status;
925 out:
926         complete(&comp->comp_pkt.host_event);
927 }
928
929 /**
930  * hv_read_config_block() - Sends a read config block request to
931  * the back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
932  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
933  * @buf:                Buffer into which the config block will be copied.
934  * @len:                Size in bytes of buf.
935  * @block_id:           Identifies the config block which has been requested.
936  * @bytes_returned:     Size which came back from the back-end driver.
937  *
938  * Return: 0 on success, -errno on failure
939  */
940 static int hv_read_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
941                                 unsigned int len, unsigned int block_id,
942                                 unsigned int *bytes_returned)
943 {
944         struct hv_pcibus_device *hbus =
945                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
946                              sysdata);
947         struct {
948                 struct pci_packet pkt;
949                 char buf[sizeof(struct pci_read_block)];
950         } pkt;
951         struct hv_read_config_compl comp_pkt;
952         struct pci_read_block *read_blk;
953         int ret;
954
955         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
956                 return -EINVAL;
957
958         init_completion(&comp_pkt.comp_pkt.host_event);
959         comp_pkt.buf = buf;
960         comp_pkt.len = len;
961
962         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
963         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_read_config_compl;
964         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
965         read_blk = (struct pci_read_block *)&pkt.pkt.message;
966         read_blk->message_type.type = PCI_READ_BLOCK;
967         read_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
968         read_blk->block_id = block_id;
969         read_blk->bytes_requested = len;
970
971         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, read_blk,
972                                sizeof(*read_blk), (unsigned long)&pkt.pkt,
973                                VM_PKT_DATA_INBAND,
974                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
975         if (ret)
976                 return ret;
977
978         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.comp_pkt.host_event);
979         if (ret)
980                 return ret;
981
982         if (comp_pkt.comp_pkt.completion_status != 0 ||
983             comp_pkt.bytes_returned == 0) {
984                 dev_err(&hbus->hdev->device,
985                         "Read Config Block failed: 0x%x, bytes_returned=%d\n",
986                         comp_pkt.comp_pkt.completion_status,
987                         comp_pkt.bytes_returned);
988                 return -EIO;
989         }
990
991         *bytes_returned = comp_pkt.bytes_returned;
992         return 0;
993 }
994
995 /**
996  * hv_pci_write_config_compl() - Invoked when a response packet for a write
997  * config block operation arrives.
998  * @context:            Identifies the write config operation
999  * @resp:               The response packet itself
1000  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
1001  */
1002 static void hv_pci_write_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1003                                       int resp_packet_size)
1004 {
1005         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
1006
1007         comp_pkt->completion_status = resp->status;
1008         complete(&comp_pkt->host_event);
1009 }
1010
1011 /**
1012  * hv_write_config_block() - Sends a write config block request to the
1013  * back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
1014  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1015  * @buf:                Buffer from which the config block will be copied.
1016  * @len:                Size in bytes of buf.
1017  * @block_id:           Identifies the config block which is being written.
1018  *
1019  * Return: 0 on success, -errno on failure
1020  */
1021 static int hv_write_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
1022                                 unsigned int len, unsigned int block_id)
1023 {
1024         struct hv_pcibus_device *hbus =
1025                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1026                              sysdata);
1027         struct {
1028                 struct pci_packet pkt;
1029                 char buf[sizeof(struct pci_write_block)];
1030                 u32 reserved;
1031         } pkt;
1032         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1033         struct pci_write_block *write_blk;
1034         u32 pkt_size;
1035         int ret;
1036
1037         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
1038                 return -EINVAL;
1039
1040         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1041
1042         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1043         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_write_config_compl;
1044         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
1045         write_blk = (struct pci_write_block *)&pkt.pkt.message;
1046         write_blk->message_type.type = PCI_WRITE_BLOCK;
1047         write_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
1048         write_blk->block_id = block_id;
1049         write_blk->byte_count = len;
1050         memcpy(write_blk->bytes, buf, len);
1051         pkt_size = offsetof(struct pci_write_block, bytes) + len;
1052         /*
1053          * This quirk is required on some hosts shipped around 2018, because
1054          * these hosts don't check the pkt_size correctly (new hosts have been
1055          * fixed since early 2019). The quirk is also safe on very old hosts
1056          * and new hosts, because, on them, what really matters is the length
1057          * specified in write_blk->byte_count.
1058          */
1059         pkt_size += sizeof(pkt.reserved);
1060
1061         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, write_blk, pkt_size,
1062                                (unsigned long)&pkt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1063                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1064         if (ret)
1065                 return ret;
1066
1067         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event);
1068         if (ret)
1069                 return ret;
1070
1071         if (comp_pkt.completion_status != 0) {
1072                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1073                         "Write Config Block failed: 0x%x\n",
1074                         comp_pkt.completion_status);
1075                 return -EIO;
1076         }
1077
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 /**
1082  * hv_register_block_invalidate() - Invoked when a config block invalidation
1083  * arrives from the back-end driver.
1084  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1085  * @context:            Identifies the device.
1086  * @block_invalidate:   Identifies all of the blocks being invalidated.
1087  *
1088  * Return: 0 on success, -errno on failure
1089  */
1090 static int hv_register_block_invalidate(struct pci_dev *pdev, void *context,
1091                                         void (*block_invalidate)(void *context,
1092                                                                  u64 block_mask))
1093 {
1094         struct hv_pcibus_device *hbus =
1095                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1096                              sysdata);
1097         struct hv_pci_dev *hpdev;
1098
1099         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1100         if (!hpdev)
1101                 return -ENODEV;
1102
1103         hpdev->block_invalidate = block_invalidate;
1104         hpdev->invalidate_context = context;
1105
1106         put_pcichild(hpdev);
1107         return 0;
1108
1109 }
1110
1111 /* Interrupt management hooks */
1112 static void hv_int_desc_free(struct hv_pci_dev *hpdev,
1113                              struct tran_int_desc *int_desc)
1114 {
1115         struct pci_delete_interrupt *int_pkt;
1116         struct {
1117                 struct pci_packet pkt;
1118                 u8 buffer[sizeof(struct pci_delete_interrupt)];
1119         } ctxt;
1120
1121         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1122         int_pkt = (struct pci_delete_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
1123         int_pkt->message_type.type =
1124                 PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE;
1125         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
1126         int_pkt->int_desc = *int_desc;
1127         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt, sizeof(*int_pkt),
1128                          (unsigned long)&ctxt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
1129         kfree(int_desc);
1130 }
1131
1132 /**
1133  * hv_msi_free() - Free the MSI.
1134  * @domain:     The interrupt domain pointer
1135  * @info:       Extra MSI-related context
1136  * @irq:        Identifies the IRQ.
1137  *
1138  * The Hyper-V parent partition and hypervisor are tracking the
1139  * messages that are in use, keeping the interrupt redirection
1140  * table up to date.  This callback sends a message that frees
1141  * the IRT entry and related tracking nonsense.
1142  */
1143 static void hv_msi_free(struct irq_domain *domain, struct msi_domain_info *info,
1144                         unsigned int irq)
1145 {
1146         struct hv_pcibus_device *hbus;
1147         struct hv_pci_dev *hpdev;
1148         struct pci_dev *pdev;
1149         struct tran_int_desc *int_desc;
1150         struct irq_data *irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, irq);
1151         struct msi_desc *msi = irq_data_get_msi_desc(irq_data);
1152
1153         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi);
1154         hbus = info->data;
1155         int_desc = irq_data_get_irq_chip_data(irq_data);
1156         if (!int_desc)
1157                 return;
1158
1159         irq_data->chip_data = NULL;
1160         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1161         if (!hpdev) {
1162                 kfree(int_desc);
1163                 return;
1164         }
1165
1166         hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
1167         put_pcichild(hpdev);
1168 }
1169
1170 static int hv_set_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
1171                            bool force)
1172 {
1173         struct irq_data *parent = data->parent_data;
1174
1175         return parent->chip->irq_set_affinity(parent, dest, force);
1176 }
1177
1178 static void hv_irq_mask(struct irq_data *data)
1179 {
1180         pci_msi_mask_irq(data);
1181 }
1182
1183 /**
1184  * hv_irq_unmask() - "Unmask" the IRQ by setting its current
1185  * affinity.
1186  * @data:       Describes the IRQ
1187  *
1188  * Build new a destination for the MSI and make a hypercall to
1189  * update the Interrupt Redirection Table. "Device Logical ID"
1190  * is built out of this PCI bus's instance GUID and the function
1191  * number of the device.
1192  */
1193 static void hv_irq_unmask(struct irq_data *data)
1194 {
1195         struct msi_desc *msi_desc = irq_data_get_msi_desc(data);
1196         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
1197         struct hv_retarget_device_interrupt *params;
1198         struct hv_pcibus_device *hbus;
1199         struct cpumask *dest;
1200         cpumask_var_t tmp;
1201         struct pci_bus *pbus;
1202         struct pci_dev *pdev;
1203         unsigned long flags;
1204         u32 var_size = 0;
1205         int cpu, nr_bank;
1206         u64 res;
1207
1208         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
1209         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
1210         pbus = pdev->bus;
1211         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1212
1213         spin_lock_irqsave(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock, flags);
1214
1215         params = &hbus->retarget_msi_interrupt_params;
1216         memset(params, 0, sizeof(*params));
1217         params->partition_id = HV_PARTITION_ID_SELF;
1218         params->int_entry.source = HV_INTERRUPT_SOURCE_MSI;
1219         hv_set_msi_entry_from_desc(&params->int_entry.msi_entry, msi_desc);
1220         params->device_id = (hbus->hdev->dev_instance.b[5] << 24) |
1221                            (hbus->hdev->dev_instance.b[4] << 16) |
1222                            (hbus->hdev->dev_instance.b[7] << 8) |
1223                            (hbus->hdev->dev_instance.b[6] & 0xf8) |
1224                            PCI_FUNC(pdev->devfn);
1225         params->int_target.vector = cfg->vector;
1226
1227         /*
1228          * Honoring apic->delivery_mode set to APIC_DELIVERY_MODE_FIXED by
1229          * setting the HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_MULTICAST flag results in a
1230          * spurious interrupt storm. Not doing so does not seem to have a
1231          * negative effect (yet?).
1232          */
1233
1234         if (hbus->protocol_version >= PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
1235                 /*
1236                  * PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2 supports the VP_SET version of the
1237                  * HVCALL_RETARGET_INTERRUPT hypercall, which also coincides
1238                  * with >64 VP support.
1239                  * ms_hyperv.hints & HV_X64_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED
1240                  * is not sufficient for this hypercall.
1241                  */
1242                 params->int_target.flags |=
1243                         HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_PROCESSOR_SET;
1244
1245                 if (!alloc_cpumask_var(&tmp, GFP_ATOMIC)) {
1246                         res = 1;
1247                         goto exit_unlock;
1248                 }
1249
1250                 cpumask_and(tmp, dest, cpu_online_mask);
1251                 nr_bank = cpumask_to_vpset(&params->int_target.vp_set, tmp);
1252                 free_cpumask_var(tmp);
1253
1254                 if (nr_bank <= 0) {
1255                         res = 1;
1256                         goto exit_unlock;
1257                 }
1258
1259                 /*
1260                  * var-sized hypercall, var-size starts after vp_mask (thus
1261                  * vp_set.format does not count, but vp_set.valid_bank_mask
1262                  * does).
1263                  */
1264                 var_size = 1 + nr_bank;
1265         } else {
1266                 for_each_cpu_and(cpu, dest, cpu_online_mask) {
1267                         params->int_target.vp_mask |=
1268                                 (1ULL << hv_cpu_number_to_vp_number(cpu));
1269                 }
1270         }
1271
1272         res = hv_do_hypercall(HVCALL_RETARGET_INTERRUPT | (var_size << 17),
1273                               params, NULL);
1274
1275 exit_unlock:
1276         spin_unlock_irqrestore(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock, flags);
1277
1278         /*
1279          * During hibernation, when a CPU is offlined, the kernel tries
1280          * to move the interrupt to the remaining CPUs that haven't
1281          * been offlined yet. In this case, the below hv_do_hypercall()
1282          * always fails since the vmbus channel has been closed:
1283          * refer to cpu_disable_common() -> fixup_irqs() ->
1284          * irq_migrate_all_off_this_cpu() -> migrate_one_irq().
1285          *
1286          * Suppress the error message for hibernation because the failure
1287          * during hibernation does not matter (at this time all the devices
1288          * have been frozen). Note: the correct affinity info is still updated
1289          * into the irqdata data structure in migrate_one_irq() ->
1290          * irq_do_set_affinity() -> hv_set_affinity(), so later when the VM
1291          * resumes, hv_pci_restore_msi_state() is able to correctly restore
1292          * the interrupt with the correct affinity.
1293          */
1294         if (!hv_result_success(res) && hbus->state != hv_pcibus_removing)
1295                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1296                         "%s() failed: %#llx", __func__, res);
1297
1298         pci_msi_unmask_irq(data);
1299 }
1300
1301 struct compose_comp_ctxt {
1302         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1303         struct tran_int_desc int_desc;
1304 };
1305
1306 static void hv_pci_compose_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1307                                  int resp_packet_size)
1308 {
1309         struct compose_comp_ctxt *comp_pkt = context;
1310         struct pci_create_int_response *int_resp =
1311                 (struct pci_create_int_response *)resp;
1312
1313         comp_pkt->comp_pkt.completion_status = resp->status;
1314         comp_pkt->int_desc = int_resp->int_desc;
1315         complete(&comp_pkt->comp_pkt.host_event);
1316 }
1317
1318 static u32 hv_compose_msi_req_v1(
1319         struct pci_create_interrupt *int_pkt, struct cpumask *affinity,
1320         u32 slot, u8 vector)
1321 {
1322         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE;
1323         int_pkt->wslot.slot = slot;
1324         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1325         int_pkt->int_desc.vector_count = 1;
1326         int_pkt->int_desc.delivery_mode = APIC_DELIVERY_MODE_FIXED;
1327
1328         /*
1329          * Create MSI w/ dummy vCPU set, overwritten by subsequent retarget in
1330          * hv_irq_unmask().
1331          */
1332         int_pkt->int_desc.cpu_mask = CPU_AFFINITY_ALL;
1333
1334         return sizeof(*int_pkt);
1335 }
1336
1337 static u32 hv_compose_msi_req_v2(
1338         struct pci_create_interrupt2 *int_pkt, struct cpumask *affinity,
1339         u32 slot, u8 vector)
1340 {
1341         int cpu;
1342
1343         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2;
1344         int_pkt->wslot.slot = slot;
1345         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1346         int_pkt->int_desc.vector_count = 1;
1347         int_pkt->int_desc.delivery_mode = APIC_DELIVERY_MODE_FIXED;
1348
1349         /*
1350          * Create MSI w/ dummy vCPU set targeting just one vCPU, overwritten
1351          * by subsequent retarget in hv_irq_unmask().
1352          */
1353         cpu = cpumask_first_and(affinity, cpu_online_mask);
1354         int_pkt->int_desc.processor_array[0] =
1355                 hv_cpu_number_to_vp_number(cpu);
1356         int_pkt->int_desc.processor_count = 1;
1357
1358         return sizeof(*int_pkt);
1359 }
1360
1361 /**
1362  * hv_compose_msi_msg() - Supplies a valid MSI address/data
1363  * @data:       Everything about this MSI
1364  * @msg:        Buffer that is filled in by this function
1365  *
1366  * This function unpacks the IRQ looking for target CPU set, IDT
1367  * vector and mode and sends a message to the parent partition
1368  * asking for a mapping for that tuple in this partition.  The
1369  * response supplies a data value and address to which that data
1370  * should be written to trigger that interrupt.
1371  */
1372 static void hv_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
1373 {
1374         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
1375         struct hv_pcibus_device *hbus;
1376         struct vmbus_channel *channel;
1377         struct hv_pci_dev *hpdev;
1378         struct pci_bus *pbus;
1379         struct pci_dev *pdev;
1380         struct cpumask *dest;
1381         struct compose_comp_ctxt comp;
1382         struct tran_int_desc *int_desc;
1383         struct {
1384                 struct pci_packet pci_pkt;
1385                 union {
1386                         struct pci_create_interrupt v1;
1387                         struct pci_create_interrupt2 v2;
1388                 } int_pkts;
1389         } __packed ctxt;
1390
1391         u32 size;
1392         int ret;
1393
1394         pdev = msi_desc_to_pci_dev(irq_data_get_msi_desc(data));
1395         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
1396         pbus = pdev->bus;
1397         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1398         channel = hbus->hdev->channel;
1399         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1400         if (!hpdev)
1401                 goto return_null_message;
1402
1403         /* Free any previous message that might have already been composed. */
1404         if (data->chip_data) {
1405                 int_desc = data->chip_data;
1406                 data->chip_data = NULL;
1407                 hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
1408         }
1409
1410         int_desc = kzalloc(sizeof(*int_desc), GFP_ATOMIC);
1411         if (!int_desc)
1412                 goto drop_reference;
1413
1414         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1415         init_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1416         ctxt.pci_pkt.completion_func = hv_pci_compose_compl;
1417         ctxt.pci_pkt.compl_ctxt = &comp;
1418
1419         switch (hbus->protocol_version) {
1420         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1:
1421                 size = hv_compose_msi_req_v1(&ctxt.int_pkts.v1,
1422                                         dest,
1423                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1424                                         cfg->vector);
1425                 break;
1426
1427         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2:
1428         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3:
1429                 size = hv_compose_msi_req_v2(&ctxt.int_pkts.v2,
1430                                         dest,
1431                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1432                                         cfg->vector);
1433                 break;
1434
1435         default:
1436                 /* As we only negotiate protocol versions known to this driver,
1437                  * this path should never hit. However, this is it not a hot
1438                  * path so we print a message to aid future updates.
1439                  */
1440                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1441                         "Unexpected vPCI protocol, update driver.");
1442                 goto free_int_desc;
1443         }
1444
1445         ret = vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, &ctxt.int_pkts,
1446                                size, (unsigned long)&ctxt.pci_pkt,
1447                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1448                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1449         if (ret) {
1450                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1451                         "Sending request for interrupt failed: 0x%x",
1452                         comp.comp_pkt.completion_status);
1453                 goto free_int_desc;
1454         }
1455
1456         /*
1457          * Prevents hv_pci_onchannelcallback() from running concurrently
1458          * in the tasklet.
1459          */
1460         tasklet_disable_in_atomic(&channel->callback_event);
1461
1462         /*
1463          * Since this function is called with IRQ locks held, can't
1464          * do normal wait for completion; instead poll.
1465          */
1466         while (!try_wait_for_completion(&comp.comp_pkt.host_event)) {
1467                 unsigned long flags;
1468
1469                 /* 0xFFFF means an invalid PCI VENDOR ID. */
1470                 if (hv_pcifront_get_vendor_id(hpdev) == 0xFFFF) {
1471                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
1472                                      "the device has gone\n");
1473                         goto enable_tasklet;
1474                 }
1475
1476                 /*
1477                  * Make sure that the ring buffer data structure doesn't get
1478                  * freed while we dereference the ring buffer pointer.  Test
1479                  * for the channel's onchannel_callback being NULL within a
1480                  * sched_lock critical section.  See also the inline comments
1481                  * in vmbus_reset_channel_cb().
1482                  */
1483                 spin_lock_irqsave(&channel->sched_lock, flags);
1484                 if (unlikely(channel->onchannel_callback == NULL)) {
1485                         spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
1486                         goto enable_tasklet;
1487                 }
1488                 hv_pci_onchannelcallback(hbus);
1489                 spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
1490
1491                 if (hpdev->state == hv_pcichild_ejecting) {
1492                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
1493                                      "the device is being ejected\n");
1494                         goto enable_tasklet;
1495                 }
1496
1497                 udelay(100);
1498         }
1499
1500         tasklet_enable(&channel->callback_event);
1501
1502         if (comp.comp_pkt.completion_status < 0) {
1503                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1504                         "Request for interrupt failed: 0x%x",
1505                         comp.comp_pkt.completion_status);
1506                 goto free_int_desc;
1507         }
1508
1509         /*
1510          * Record the assignment so that this can be unwound later. Using
1511          * irq_set_chip_data() here would be appropriate, but the lock it takes
1512          * is already held.
1513          */
1514         *int_desc = comp.int_desc;
1515         data->chip_data = int_desc;
1516
1517         /* Pass up the result. */
1518         msg->address_hi = comp.int_desc.address >> 32;
1519         msg->address_lo = comp.int_desc.address & 0xffffffff;
1520         msg->data = comp.int_desc.data;
1521
1522         put_pcichild(hpdev);
1523         return;
1524
1525 enable_tasklet:
1526         tasklet_enable(&channel->callback_event);
1527 free_int_desc:
1528         kfree(int_desc);
1529 drop_reference:
1530         put_pcichild(hpdev);
1531 return_null_message:
1532         msg->address_hi = 0;
1533         msg->address_lo = 0;
1534         msg->data = 0;
1535 }
1536
1537 /* HW Interrupt Chip Descriptor */
1538 static struct irq_chip hv_msi_irq_chip = {
1539         .name                   = "Hyper-V PCIe MSI",
1540         .irq_compose_msi_msg    = hv_compose_msi_msg,
1541         .irq_set_affinity       = hv_set_affinity,
1542         .irq_ack                = irq_chip_ack_parent,
1543         .irq_mask               = hv_irq_mask,
1544         .irq_unmask             = hv_irq_unmask,
1545 };
1546
1547 static struct msi_domain_ops hv_msi_ops = {
1548         .msi_prepare    = pci_msi_prepare,
1549         .msi_free       = hv_msi_free,
1550 };
1551
1552 /**
1553  * hv_pcie_init_irq_domain() - Initialize IRQ domain
1554  * @hbus:       The root PCI bus
1555  *
1556  * This function creates an IRQ domain which will be used for
1557  * interrupts from devices that have been passed through.  These
1558  * devices only support MSI and MSI-X, not line-based interrupts
1559  * or simulations of line-based interrupts through PCIe's
1560  * fabric-layer messages.  Because interrupts are remapped, we
1561  * can support multi-message MSI here.
1562  *
1563  * Return: '0' on success and error value on failure
1564  */
1565 static int hv_pcie_init_irq_domain(struct hv_pcibus_device *hbus)
1566 {
1567         hbus->msi_info.chip = &hv_msi_irq_chip;
1568         hbus->msi_info.ops = &hv_msi_ops;
1569         hbus->msi_info.flags = (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS |
1570                 MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS | MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI |
1571                 MSI_FLAG_PCI_MSIX);
1572         hbus->msi_info.handler = handle_edge_irq;
1573         hbus->msi_info.handler_name = "edge";
1574         hbus->msi_info.data = hbus;
1575         hbus->irq_domain = pci_msi_create_irq_domain(hbus->sysdata.fwnode,
1576                                                      &hbus->msi_info,
1577                                                      x86_vector_domain);
1578         if (!hbus->irq_domain) {
1579                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1580                         "Failed to build an MSI IRQ domain\n");
1581                 return -ENODEV;
1582         }
1583
1584         return 0;
1585 }
1586
1587 /**
1588  * get_bar_size() - Get the address space consumed by a BAR
1589  * @bar_val:    Value that a BAR returned after -1 was written
1590  *              to it.
1591  *
1592  * This function returns the size of the BAR, rounded up to 1
1593  * page.  It has to be rounded up because the hypervisor's page
1594  * table entry that maps the BAR into the VM can't specify an
1595  * offset within a page.  The invariant is that the hypervisor
1596  * must place any BARs of smaller than page length at the
1597  * beginning of a page.
1598  *
1599  * Return:      Size in bytes of the consumed MMIO space.
1600  */
1601 static u64 get_bar_size(u64 bar_val)
1602 {
1603         return round_up((1 + ~(bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK)),
1604                         PAGE_SIZE);
1605 }
1606
1607 /**
1608  * survey_child_resources() - Total all MMIO requirements
1609  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1610  */
1611 static void survey_child_resources(struct hv_pcibus_device *hbus)
1612 {
1613         struct hv_pci_dev *hpdev;
1614         resource_size_t bar_size = 0;
1615         unsigned long flags;
1616         struct completion *event;
1617         u64 bar_val;
1618         int i;
1619
1620         /* If nobody is waiting on the answer, don't compute it. */
1621         event = xchg(&hbus->survey_event, NULL);
1622         if (!event)
1623                 return;
1624
1625         /* If the answer has already been computed, go with it. */
1626         if (hbus->low_mmio_space || hbus->high_mmio_space) {
1627                 complete(event);
1628                 return;
1629         }
1630
1631         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1632
1633         /*
1634          * Due to an interesting quirk of the PCI spec, all memory regions
1635          * for a child device are a power of 2 in size and aligned in memory,
1636          * so it's sufficient to just add them up without tracking alignment.
1637          */
1638         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1639                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1640                         if (hpdev->probed_bar[i] & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
1641                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1642                                         "There's an I/O BAR in this list!\n");
1643
1644                         if (hpdev->probed_bar[i] != 0) {
1645                                 /*
1646                                  * A probed BAR has all the upper bits set that
1647                                  * can be changed.
1648                                  */
1649
1650                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1651                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1652                                         bar_val |=
1653                                         ((u64)hpdev->probed_bar[++i] << 32);
1654                                 else
1655                                         bar_val |= 0xffffffff00000000ULL;
1656
1657                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1658
1659                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1660                                         hbus->high_mmio_space += bar_size;
1661                                 else
1662                                         hbus->low_mmio_space += bar_size;
1663                         }
1664                 }
1665         }
1666
1667         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1668         complete(event);
1669 }
1670
1671 /**
1672  * prepopulate_bars() - Fill in BARs with defaults
1673  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1674  *
1675  * The core PCI driver code seems much, much happier if the BARs
1676  * for a device have values upon first scan. So fill them in.
1677  * The algorithm below works down from large sizes to small,
1678  * attempting to pack the assignments optimally. The assumption,
1679  * enforced in other parts of the code, is that the beginning of
1680  * the memory-mapped I/O space will be aligned on the largest
1681  * BAR size.
1682  */
1683 static void prepopulate_bars(struct hv_pcibus_device *hbus)
1684 {
1685         resource_size_t high_size = 0;
1686         resource_size_t low_size = 0;
1687         resource_size_t high_base = 0;
1688         resource_size_t low_base = 0;
1689         resource_size_t bar_size;
1690         struct hv_pci_dev *hpdev;
1691         unsigned long flags;
1692         u64 bar_val;
1693         u32 command;
1694         bool high;
1695         int i;
1696
1697         if (hbus->low_mmio_space) {
1698                 low_size = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
1699                 low_base = hbus->low_mmio_res->start;
1700         }
1701
1702         if (hbus->high_mmio_space) {
1703                 high_size = 1ULL <<
1704                         (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
1705                 high_base = hbus->high_mmio_res->start;
1706         }
1707
1708         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1709
1710         /*
1711          * Clear the memory enable bit, in case it's already set. This occurs
1712          * in the suspend path of hibernation, where the device is suspended,
1713          * resumed and suspended again: see hibernation_snapshot() and
1714          * hibernation_platform_enter().
1715          *
1716          * If the memory enable bit is already set, Hyper-V silently ignores
1717          * the below BAR updates, and the related PCI device driver can not
1718          * work, because reading from the device register(s) always returns
1719          * 0xFFFFFFFF.
1720          */
1721         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1722                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, &command);
1723                 command &= ~PCI_COMMAND_MEMORY;
1724                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, command);
1725         }
1726
1727         /* Pick addresses for the BARs. */
1728         do {
1729                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1730                         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1731                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1732                                 if (bar_val == 0)
1733                                         continue;
1734                                 high = bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64;
1735                                 if (high) {
1736                                         bar_val |=
1737                                                 ((u64)hpdev->probed_bar[i + 1]
1738                                                  << 32);
1739                                 } else {
1740                                         bar_val |= 0xffffffffULL << 32;
1741                                 }
1742                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1743                                 if (high) {
1744                                         if (high_size != bar_size) {
1745                                                 i++;
1746                                                 continue;
1747                                         }
1748                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1749                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1750                                                 4,
1751                                                 (u32)(high_base & 0xffffff00));
1752                                         i++;
1753                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1754                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1755                                                 4, (u32)(high_base >> 32));
1756                                         high_base += bar_size;
1757                                 } else {
1758                                         if (low_size != bar_size)
1759                                                 continue;
1760                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1761                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1762                                                 4,
1763                                                 (u32)(low_base & 0xffffff00));
1764                                         low_base += bar_size;
1765                                 }
1766                         }
1767                         if (high_size <= 1 && low_size <= 1) {
1768                                 /* Set the memory enable bit. */
1769                                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1770                                                          &command);
1771                                 command |= PCI_COMMAND_MEMORY;
1772                                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1773                                                           command);
1774                                 break;
1775                         }
1776                 }
1777
1778                 high_size >>= 1;
1779                 low_size >>= 1;
1780         }  while (high_size || low_size);
1781
1782         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1783 }
1784
1785 /*
1786  * Assign entries in sysfs pci slot directory.
1787  *
1788  * Note that this function does not need to lock the children list
1789  * because it is called from pci_devices_present_work which
1790  * is serialized with hv_eject_device_work because they are on the
1791  * same ordered workqueue. Therefore hbus->children list will not change
1792  * even when pci_create_slot sleeps.
1793  */
1794 static void hv_pci_assign_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
1795 {
1796         struct hv_pci_dev *hpdev;
1797         char name[SLOT_NAME_SIZE];
1798         int slot_nr;
1799
1800         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1801                 if (hpdev->pci_slot)
1802                         continue;
1803
1804                 slot_nr = PCI_SLOT(wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot));
1805                 snprintf(name, SLOT_NAME_SIZE, "%u", hpdev->desc.ser);
1806                 hpdev->pci_slot = pci_create_slot(hbus->pci_bus, slot_nr,
1807                                           name, NULL);
1808                 if (IS_ERR(hpdev->pci_slot)) {
1809                         pr_warn("pci_create slot %s failed\n", name);
1810                         hpdev->pci_slot = NULL;
1811                 }
1812         }
1813 }
1814
1815 /*
1816  * Remove entries in sysfs pci slot directory.
1817  */
1818 static void hv_pci_remove_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
1819 {
1820         struct hv_pci_dev *hpdev;
1821
1822         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1823                 if (!hpdev->pci_slot)
1824                         continue;
1825                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
1826                 hpdev->pci_slot = NULL;
1827         }
1828 }
1829
1830 /*
1831  * Set NUMA node for the devices on the bus
1832  */
1833 static void hv_pci_assign_numa_node(struct hv_pcibus_device *hbus)
1834 {
1835         struct pci_dev *dev;
1836         struct pci_bus *bus = hbus->pci_bus;
1837         struct hv_pci_dev *hv_dev;
1838
1839         list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {
1840                 hv_dev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(dev->devfn));
1841                 if (!hv_dev)
1842                         continue;
1843
1844                 if (hv_dev->desc.flags & HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY)
1845                         set_dev_node(&dev->dev, hv_dev->desc.virtual_numa_node);
1846
1847                 put_pcichild(hv_dev);
1848         }
1849 }
1850
1851 /**
1852  * create_root_hv_pci_bus() - Expose a new root PCI bus
1853  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1854  *
1855  * Return: 0 on success, -errno on failure
1856  */
1857 static int create_root_hv_pci_bus(struct hv_pcibus_device *hbus)
1858 {
1859         /* Register the device */
1860         hbus->pci_bus = pci_create_root_bus(&hbus->hdev->device,
1861                                             0, /* bus number is always zero */
1862                                             &hv_pcifront_ops,
1863                                             &hbus->sysdata,
1864                                             &hbus->resources_for_children);
1865         if (!hbus->pci_bus)
1866                 return -ENODEV;
1867
1868         pci_lock_rescan_remove();
1869         pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
1870         hv_pci_assign_numa_node(hbus);
1871         pci_bus_assign_resources(hbus->pci_bus);
1872         hv_pci_assign_slots(hbus);
1873         pci_bus_add_devices(hbus->pci_bus);
1874         pci_unlock_rescan_remove();
1875         hbus->state = hv_pcibus_installed;
1876         return 0;
1877 }
1878
1879 struct q_res_req_compl {
1880         struct completion host_event;
1881         struct hv_pci_dev *hpdev;
1882 };
1883
1884 /**
1885  * q_resource_requirements() - Query Resource Requirements
1886  * @context:            The completion context.
1887  * @resp:               The response that came from the host.
1888  * @resp_packet_size:   The size in bytes of resp.
1889  *
1890  * This function is invoked on completion of a Query Resource
1891  * Requirements packet.
1892  */
1893 static void q_resource_requirements(void *context, struct pci_response *resp,
1894                                     int resp_packet_size)
1895 {
1896         struct q_res_req_compl *completion = context;
1897         struct pci_q_res_req_response *q_res_req =
1898                 (struct pci_q_res_req_response *)resp;
1899         int i;
1900
1901         if (resp->status < 0) {
1902                 dev_err(&completion->hpdev->hbus->hdev->device,
1903                         "query resource requirements failed: %x\n",
1904                         resp->status);
1905         } else {
1906                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1907                         completion->hpdev->probed_bar[i] =
1908                                 q_res_req->probed_bar[i];
1909                 }
1910         }
1911
1912         complete(&completion->host_event);
1913 }
1914
1915 /**
1916  * new_pcichild_device() - Create a new child device
1917  * @hbus:       The internal struct tracking this root PCI bus.
1918  * @desc:       The information supplied so far from the host
1919  *              about the device.
1920  *
1921  * This function creates the tracking structure for a new child
1922  * device and kicks off the process of figuring out what it is.
1923  *
1924  * Return: Pointer to the new tracking struct
1925  */
1926 static struct hv_pci_dev *new_pcichild_device(struct hv_pcibus_device *hbus,
1927                 struct hv_pcidev_description *desc)
1928 {
1929         struct hv_pci_dev *hpdev;
1930         struct pci_child_message *res_req;
1931         struct q_res_req_compl comp_pkt;
1932         struct {
1933                 struct pci_packet init_packet;
1934                 u8 buffer[sizeof(struct pci_child_message)];
1935         } pkt;
1936         unsigned long flags;
1937         int ret;
1938
1939         hpdev = kzalloc(sizeof(*hpdev), GFP_KERNEL);
1940         if (!hpdev)
1941                 return NULL;
1942
1943         hpdev->hbus = hbus;
1944
1945         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1946         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1947         comp_pkt.hpdev = hpdev;
1948         pkt.init_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
1949         pkt.init_packet.completion_func = q_resource_requirements;
1950         res_req = (struct pci_child_message *)&pkt.init_packet.message;
1951         res_req->message_type.type = PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS;
1952         res_req->wslot.slot = desc->win_slot.slot;
1953
1954         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, res_req,
1955                                sizeof(struct pci_child_message),
1956                                (unsigned long)&pkt.init_packet,
1957                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1958                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1959         if (ret)
1960                 goto error;
1961
1962         if (wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event))
1963                 goto error;
1964
1965         hpdev->desc = *desc;
1966         refcount_set(&hpdev->refs, 1);
1967         get_pcichild(hpdev);
1968         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1969
1970         list_add_tail(&hpdev->list_entry, &hbus->children);
1971         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1972         return hpdev;
1973
1974 error:
1975         kfree(hpdev);
1976         return NULL;
1977 }
1978
1979 /**
1980  * get_pcichild_wslot() - Find device from slot
1981  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1982  * @wslot:      Location on the bus
1983  *
1984  * This function looks up a PCI device and returns the internal
1985  * representation of it.  It acquires a reference on it, so that
1986  * the device won't be deleted while somebody is using it.  The
1987  * caller is responsible for calling put_pcichild() to release
1988  * this reference.
1989  *
1990  * Return:      Internal representation of a PCI device
1991  */
1992 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
1993                                              u32 wslot)
1994 {
1995         unsigned long flags;
1996         struct hv_pci_dev *iter, *hpdev = NULL;
1997
1998         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1999         list_for_each_entry(iter, &hbus->children, list_entry) {
2000                 if (iter->desc.win_slot.slot == wslot) {
2001                         hpdev = iter;
2002                         get_pcichild(hpdev);
2003                         break;
2004                 }
2005         }
2006         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2007
2008         return hpdev;
2009 }
2010
2011 /**
2012  * pci_devices_present_work() - Handle new list of child devices
2013  * @work:       Work struct embedded in struct hv_dr_work
2014  *
2015  * "Bus Relations" is the Windows term for "children of this
2016  * bus."  The terminology is preserved here for people trying to
2017  * debug the interaction between Hyper-V and Linux.  This
2018  * function is called when the parent partition reports a list
2019  * of functions that should be observed under this PCI Express
2020  * port (bus).
2021  *
2022  * This function updates the list, and must tolerate being
2023  * called multiple times with the same information.  The typical
2024  * number of child devices is one, with very atypical cases
2025  * involving three or four, so the algorithms used here can be
2026  * simple and inefficient.
2027  *
2028  * It must also treat the omission of a previously observed device as
2029  * notification that the device no longer exists.
2030  *
2031  * Note that this function is serialized with hv_eject_device_work(),
2032  * because both are pushed to the ordered workqueue hbus->wq.
2033  */
2034 static void pci_devices_present_work(struct work_struct *work)
2035 {
2036         u32 child_no;
2037         bool found;
2038         struct hv_pcidev_description *new_desc;
2039         struct hv_pci_dev *hpdev;
2040         struct hv_pcibus_device *hbus;
2041         struct list_head removed;
2042         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2043         struct hv_dr_state *dr = NULL;
2044         unsigned long flags;
2045
2046         dr_wrk = container_of(work, struct hv_dr_work, wrk);
2047         hbus = dr_wrk->bus;
2048         kfree(dr_wrk);
2049
2050         INIT_LIST_HEAD(&removed);
2051
2052         /* Pull this off the queue and process it if it was the last one. */
2053         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2054         while (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2055                 dr = list_first_entry(&hbus->dr_list, struct hv_dr_state,
2056                                       list_entry);
2057                 list_del(&dr->list_entry);
2058
2059                 /* Throw this away if the list still has stuff in it. */
2060                 if (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2061                         kfree(dr);
2062                         continue;
2063                 }
2064         }
2065         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2066
2067         if (!dr) {
2068                 put_hvpcibus(hbus);
2069                 return;
2070         }
2071
2072         /* First, mark all existing children as reported missing. */
2073         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2074         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2075                 hpdev->reported_missing = true;
2076         }
2077         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2078
2079         /* Next, add back any reported devices. */
2080         for (child_no = 0; child_no < dr->device_count; child_no++) {
2081                 found = false;
2082                 new_desc = &dr->func[child_no];
2083
2084                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2085                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2086                         if ((hpdev->desc.win_slot.slot == new_desc->win_slot.slot) &&
2087                             (hpdev->desc.v_id == new_desc->v_id) &&
2088                             (hpdev->desc.d_id == new_desc->d_id) &&
2089                             (hpdev->desc.ser == new_desc->ser)) {
2090                                 hpdev->reported_missing = false;
2091                                 found = true;
2092                         }
2093                 }
2094                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2095
2096                 if (!found) {
2097                         hpdev = new_pcichild_device(hbus, new_desc);
2098                         if (!hpdev)
2099                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2100                                         "couldn't record a child device.\n");
2101                 }
2102         }
2103
2104         /* Move missing children to a list on the stack. */
2105         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2106         do {
2107                 found = false;
2108                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2109                         if (hpdev->reported_missing) {
2110                                 found = true;
2111                                 put_pcichild(hpdev);
2112                                 list_move_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
2113                                 break;
2114                         }
2115                 }
2116         } while (found);
2117         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2118
2119         /* Delete everything that should no longer exist. */
2120         while (!list_empty(&removed)) {
2121                 hpdev = list_first_entry(&removed, struct hv_pci_dev,
2122                                          list_entry);
2123                 list_del(&hpdev->list_entry);
2124
2125                 if (hpdev->pci_slot)
2126                         pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2127
2128                 put_pcichild(hpdev);
2129         }
2130
2131         switch (hbus->state) {
2132         case hv_pcibus_installed:
2133                 /*
2134                  * Tell the core to rescan bus
2135                  * because there may have been changes.
2136                  */
2137                 pci_lock_rescan_remove();
2138                 pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
2139                 hv_pci_assign_numa_node(hbus);
2140                 hv_pci_assign_slots(hbus);
2141                 pci_unlock_rescan_remove();
2142                 break;
2143
2144         case hv_pcibus_init:
2145         case hv_pcibus_probed:
2146                 survey_child_resources(hbus);
2147                 break;
2148
2149         default:
2150                 break;
2151         }
2152
2153         put_hvpcibus(hbus);
2154         kfree(dr);
2155 }
2156
2157 /**
2158  * hv_pci_start_relations_work() - Queue work to start device discovery
2159  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2160  * @dr:         The list of children returned from host
2161  *
2162  * Return:  0 on success, -errno on failure
2163  */
2164 static int hv_pci_start_relations_work(struct hv_pcibus_device *hbus,
2165                                        struct hv_dr_state *dr)
2166 {
2167         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2168         unsigned long flags;
2169         bool pending_dr;
2170
2171         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2172                 dev_info(&hbus->hdev->device,
2173                          "PCI VMBus BUS_RELATIONS: ignored\n");
2174                 return -ENOENT;
2175         }
2176
2177         dr_wrk = kzalloc(sizeof(*dr_wrk), GFP_NOWAIT);
2178         if (!dr_wrk)
2179                 return -ENOMEM;
2180
2181         INIT_WORK(&dr_wrk->wrk, pci_devices_present_work);
2182         dr_wrk->bus = hbus;
2183
2184         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2185         /*
2186          * If pending_dr is true, we have already queued a work,
2187          * which will see the new dr. Otherwise, we need to
2188          * queue a new work.
2189          */
2190         pending_dr = !list_empty(&hbus->dr_list);
2191         list_add_tail(&dr->list_entry, &hbus->dr_list);
2192         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2193
2194         if (pending_dr) {
2195                 kfree(dr_wrk);
2196         } else {
2197                 get_hvpcibus(hbus);
2198                 queue_work(hbus->wq, &dr_wrk->wrk);
2199         }
2200
2201         return 0;
2202 }
2203
2204 /**
2205  * hv_pci_devices_present() - Handle list of new children
2206  * @hbus:      Root PCI bus, as understood by this driver
2207  * @relations: Packet from host listing children
2208  *
2209  * Process a new list of devices on the bus. The list of devices is
2210  * discovered by VSP and sent to us via VSP message PCI_BUS_RELATIONS,
2211  * whenever a new list of devices for this bus appears.
2212  */
2213 static void hv_pci_devices_present(struct hv_pcibus_device *hbus,
2214                                    struct pci_bus_relations *relations)
2215 {
2216         struct hv_dr_state *dr;
2217         int i;
2218
2219         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2220                      GFP_NOWAIT);
2221         if (!dr)
2222                 return;
2223
2224         dr->device_count = relations->device_count;
2225         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2226                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2227                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2228                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2229                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2230                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2231                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2232                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2233                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2234                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2235         }
2236
2237         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2238                 kfree(dr);
2239 }
2240
2241 /**
2242  * hv_pci_devices_present2() - Handle list of new children
2243  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2244  * @relations:  Packet from host listing children
2245  *
2246  * This function is the v2 version of hv_pci_devices_present()
2247  */
2248 static void hv_pci_devices_present2(struct hv_pcibus_device *hbus,
2249                                     struct pci_bus_relations2 *relations)
2250 {
2251         struct hv_dr_state *dr;
2252         int i;
2253
2254         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2255                      GFP_NOWAIT);
2256         if (!dr)
2257                 return;
2258
2259         dr->device_count = relations->device_count;
2260         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2261                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2262                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2263                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2264                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2265                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2266                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2267                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2268                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2269                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2270                 dr->func[i].flags = relations->func[i].flags;
2271                 dr->func[i].virtual_numa_node =
2272                         relations->func[i].virtual_numa_node;
2273         }
2274
2275         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2276                 kfree(dr);
2277 }
2278
2279 /**
2280  * hv_eject_device_work() - Asynchronously handles ejection
2281  * @work:       Work struct embedded in internal device struct
2282  *
2283  * This function handles ejecting a device.  Windows will
2284  * attempt to gracefully eject a device, waiting 60 seconds to
2285  * hear back from the guest OS that this completed successfully.
2286  * If this timer expires, the device will be forcibly removed.
2287  */
2288 static void hv_eject_device_work(struct work_struct *work)
2289 {
2290         struct pci_eject_response *ejct_pkt;
2291         struct hv_pcibus_device *hbus;
2292         struct hv_pci_dev *hpdev;
2293         struct pci_dev *pdev;
2294         unsigned long flags;
2295         int wslot;
2296         struct {
2297                 struct pci_packet pkt;
2298                 u8 buffer[sizeof(struct pci_eject_response)];
2299         } ctxt;
2300
2301         hpdev = container_of(work, struct hv_pci_dev, wrk);
2302         hbus = hpdev->hbus;
2303
2304         WARN_ON(hpdev->state != hv_pcichild_ejecting);
2305
2306         /*
2307          * Ejection can come before or after the PCI bus has been set up, so
2308          * attempt to find it and tear down the bus state, if it exists.  This
2309          * must be done without constructs like pci_domain_nr(hbus->pci_bus)
2310          * because hbus->pci_bus may not exist yet.
2311          */
2312         wslot = wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot);
2313         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(hbus->sysdata.domain, 0, wslot);
2314         if (pdev) {
2315                 pci_lock_rescan_remove();
2316                 pci_stop_and_remove_bus_device(pdev);
2317                 pci_dev_put(pdev);
2318                 pci_unlock_rescan_remove();
2319         }
2320
2321         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2322         list_del(&hpdev->list_entry);
2323         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2324
2325         if (hpdev->pci_slot)
2326                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2327
2328         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
2329         ejct_pkt = (struct pci_eject_response *)&ctxt.pkt.message;
2330         ejct_pkt->message_type.type = PCI_EJECTION_COMPLETE;
2331         ejct_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2332         vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, ejct_pkt,
2333                          sizeof(*ejct_pkt), (unsigned long)&ctxt.pkt,
2334                          VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2335
2336         /* For the get_pcichild() in hv_pci_eject_device() */
2337         put_pcichild(hpdev);
2338         /* For the two refs got in new_pcichild_device() */
2339         put_pcichild(hpdev);
2340         put_pcichild(hpdev);
2341         /* hpdev has been freed. Do not use it any more. */
2342
2343         put_hvpcibus(hbus);
2344 }
2345
2346 /**
2347  * hv_pci_eject_device() - Handles device ejection
2348  * @hpdev:      Internal device tracking struct
2349  *
2350  * This function is invoked when an ejection packet arrives.  It
2351  * just schedules work so that we don't re-enter the packet
2352  * delivery code handling the ejection.
2353  */
2354 static void hv_pci_eject_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
2355 {
2356         struct hv_pcibus_device *hbus = hpdev->hbus;
2357         struct hv_device *hdev = hbus->hdev;
2358
2359         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2360                 dev_info(&hdev->device, "PCI VMBus EJECT: ignored\n");
2361                 return;
2362         }
2363
2364         hpdev->state = hv_pcichild_ejecting;
2365         get_pcichild(hpdev);
2366         INIT_WORK(&hpdev->wrk, hv_eject_device_work);
2367         get_hvpcibus(hbus);
2368         queue_work(hbus->wq, &hpdev->wrk);
2369 }
2370
2371 /**
2372  * hv_pci_onchannelcallback() - Handles incoming packets
2373  * @context:    Internal bus tracking struct
2374  *
2375  * This function is invoked whenever the host sends a packet to
2376  * this channel (which is private to this root PCI bus).
2377  */
2378 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context)
2379 {
2380         const int packet_size = 0x100;
2381         int ret;
2382         struct hv_pcibus_device *hbus = context;
2383         u32 bytes_recvd;
2384         u64 req_id;
2385         struct vmpacket_descriptor *desc;
2386         unsigned char *buffer;
2387         int bufferlen = packet_size;
2388         struct pci_packet *comp_packet;
2389         struct pci_response *response;
2390         struct pci_incoming_message *new_message;
2391         struct pci_bus_relations *bus_rel;
2392         struct pci_bus_relations2 *bus_rel2;
2393         struct pci_dev_inval_block *inval;
2394         struct pci_dev_incoming *dev_message;
2395         struct hv_pci_dev *hpdev;
2396
2397         buffer = kmalloc(bufferlen, GFP_ATOMIC);
2398         if (!buffer)
2399                 return;
2400
2401         while (1) {
2402                 ret = vmbus_recvpacket_raw(hbus->hdev->channel, buffer,
2403                                            bufferlen, &bytes_recvd, &req_id);
2404
2405                 if (ret == -ENOBUFS) {
2406                         kfree(buffer);
2407                         /* Handle large packet */
2408                         bufferlen = bytes_recvd;
2409                         buffer = kmalloc(bytes_recvd, GFP_ATOMIC);
2410                         if (!buffer)
2411                                 return;
2412                         continue;
2413                 }
2414
2415                 /* Zero length indicates there are no more packets. */
2416                 if (ret || !bytes_recvd)
2417                         break;
2418
2419                 /*
2420                  * All incoming packets must be at least as large as a
2421                  * response.
2422                  */
2423                 if (bytes_recvd <= sizeof(struct pci_response))
2424                         continue;
2425                 desc = (struct vmpacket_descriptor *)buffer;
2426
2427                 switch (desc->type) {
2428                 case VM_PKT_COMP:
2429
2430                         /*
2431                          * The host is trusted, and thus it's safe to interpret
2432                          * this transaction ID as a pointer.
2433                          */
2434                         comp_packet = (struct pci_packet *)req_id;
2435                         response = (struct pci_response *)buffer;
2436                         comp_packet->completion_func(comp_packet->compl_ctxt,
2437                                                      response,
2438                                                      bytes_recvd);
2439                         break;
2440
2441                 case VM_PKT_DATA_INBAND:
2442
2443                         new_message = (struct pci_incoming_message *)buffer;
2444                         switch (new_message->message_type.type) {
2445                         case PCI_BUS_RELATIONS:
2446
2447                                 bus_rel = (struct pci_bus_relations *)buffer;
2448                                 if (bytes_recvd <
2449                                         struct_size(bus_rel, func,
2450                                                     bus_rel->device_count)) {
2451                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2452                                                 "bus relations too small\n");
2453                                         break;
2454                                 }
2455
2456                                 hv_pci_devices_present(hbus, bus_rel);
2457                                 break;
2458
2459                         case PCI_BUS_RELATIONS2:
2460
2461                                 bus_rel2 = (struct pci_bus_relations2 *)buffer;
2462                                 if (bytes_recvd <
2463                                         struct_size(bus_rel2, func,
2464                                                     bus_rel2->device_count)) {
2465                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2466                                                 "bus relations v2 too small\n");
2467                                         break;
2468                                 }
2469
2470                                 hv_pci_devices_present2(hbus, bus_rel2);
2471                                 break;
2472
2473                         case PCI_EJECT:
2474
2475                                 dev_message = (struct pci_dev_incoming *)buffer;
2476                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
2477                                                       dev_message->wslot.slot);
2478                                 if (hpdev) {
2479                                         hv_pci_eject_device(hpdev);
2480                                         put_pcichild(hpdev);
2481                                 }
2482                                 break;
2483
2484                         case PCI_INVALIDATE_BLOCK:
2485
2486                                 inval = (struct pci_dev_inval_block *)buffer;
2487                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
2488                                                            inval->wslot.slot);
2489                                 if (hpdev) {
2490                                         if (hpdev->block_invalidate) {
2491                                                 hpdev->block_invalidate(
2492                                                     hpdev->invalidate_context,
2493                                                     inval->block_mask);
2494                                         }
2495                                         put_pcichild(hpdev);
2496                                 }
2497                                 break;
2498
2499                         default:
2500                                 dev_warn(&hbus->hdev->device,
2501                                         "Unimplemented protocol message %x\n",
2502                                         new_message->message_type.type);
2503                                 break;
2504                         }
2505                         break;
2506
2507                 default:
2508                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2509                                 "unhandled packet type %d, tid %llx len %d\n",
2510                                 desc->type, req_id, bytes_recvd);
2511                         break;
2512                 }
2513         }
2514
2515         kfree(buffer);
2516 }
2517
2518 /**
2519  * hv_pci_protocol_negotiation() - Set up protocol
2520  * @hdev:               VMBus's tracking struct for this root PCI bus.
2521  * @version:            Array of supported channel protocol versions in
2522  *                      the order of probing - highest go first.
2523  * @num_version:        Number of elements in the version array.
2524  *
2525  * This driver is intended to support running on Windows 10
2526  * (server) and later versions. It will not run on earlier
2527  * versions, as they assume that many of the operations which
2528  * Linux needs accomplished with a spinlock held were done via
2529  * asynchronous messaging via VMBus.  Windows 10 increases the
2530  * surface area of PCI emulation so that these actions can take
2531  * place by suspending a virtual processor for their duration.
2532  *
2533  * This function negotiates the channel protocol version,
2534  * failing if the host doesn't support the necessary protocol
2535  * level.
2536  */
2537 static int hv_pci_protocol_negotiation(struct hv_device *hdev,
2538                                        enum pci_protocol_version_t version[],
2539                                        int num_version)
2540 {
2541         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2542         struct pci_version_request *version_req;
2543         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2544         struct pci_packet *pkt;
2545         int ret;
2546         int i;
2547
2548         /*
2549          * Initiate the handshake with the host and negotiate
2550          * a version that the host can support. We start with the
2551          * highest version number and go down if the host cannot
2552          * support it.
2553          */
2554         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*version_req), GFP_KERNEL);
2555         if (!pkt)
2556                 return -ENOMEM;
2557
2558         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2559         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2560         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2561         version_req = (struct pci_version_request *)&pkt->message;
2562         version_req->message_type.type = PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION;
2563
2564         for (i = 0; i < num_version; i++) {
2565                 version_req->protocol_version = version[i];
2566                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, version_req,
2567                                 sizeof(struct pci_version_request),
2568                                 (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
2569                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2570                 if (!ret)
2571                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2572
2573                 if (ret) {
2574                         dev_err(&hdev->device,
2575                                 "PCI Pass-through VSP failed to request version: %d",
2576                                 ret);
2577                         goto exit;
2578                 }
2579
2580                 if (comp_pkt.completion_status >= 0) {
2581                         hbus->protocol_version = version[i];
2582                         dev_info(&hdev->device,
2583                                 "PCI VMBus probing: Using version %#x\n",
2584                                 hbus->protocol_version);
2585                         goto exit;
2586                 }
2587
2588                 if (comp_pkt.completion_status != STATUS_REVISION_MISMATCH) {
2589                         dev_err(&hdev->device,
2590                                 "PCI Pass-through VSP failed version request: %#x",
2591                                 comp_pkt.completion_status);
2592                         ret = -EPROTO;
2593                         goto exit;
2594                 }
2595
2596                 reinit_completion(&comp_pkt.host_event);
2597         }
2598
2599         dev_err(&hdev->device,
2600                 "PCI pass-through VSP failed to find supported version");
2601         ret = -EPROTO;
2602
2603 exit:
2604         kfree(pkt);
2605         return ret;
2606 }
2607
2608 /**
2609  * hv_pci_free_bridge_windows() - Release memory regions for the
2610  * bus
2611  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2612  */
2613 static void hv_pci_free_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
2614 {
2615         /*
2616          * Set the resources back to the way they looked when they
2617          * were allocated by setting IORESOURCE_BUSY again.
2618          */
2619
2620         if (hbus->low_mmio_space && hbus->low_mmio_res) {
2621                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2622                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
2623                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
2624         }
2625
2626         if (hbus->high_mmio_space && hbus->high_mmio_res) {
2627                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2628                 vmbus_free_mmio(hbus->high_mmio_res->start,
2629                                 resource_size(hbus->high_mmio_res));
2630         }
2631 }
2632
2633 /**
2634  * hv_pci_allocate_bridge_windows() - Allocate memory regions
2635  * for the bus
2636  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2637  *
2638  * This function calls vmbus_allocate_mmio(), which is itself a
2639  * bit of a compromise.  Ideally, we might change the pnp layer
2640  * in the kernel such that it comprehends either PCI devices
2641  * which are "grandchildren of ACPI," with some intermediate bus
2642  * node (in this case, VMBus) or change it such that it
2643  * understands VMBus.  The pnp layer, however, has been declared
2644  * deprecated, and not subject to change.
2645  *
2646  * The workaround, implemented here, is to ask VMBus to allocate
2647  * MMIO space for this bus.  VMBus itself knows which ranges are
2648  * appropriate by looking at its own ACPI objects.  Then, after
2649  * these ranges are claimed, they're modified to look like they
2650  * would have looked if the ACPI and pnp code had allocated
2651  * bridge windows.  These descriptors have to exist in this form
2652  * in order to satisfy the code which will get invoked when the
2653  * endpoint PCI function driver calls request_mem_region() or
2654  * request_mem_region_exclusive().
2655  *
2656  * Return: 0 on success, -errno on failure
2657  */
2658 static int hv_pci_allocate_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
2659 {
2660         resource_size_t align;
2661         int ret;
2662
2663         if (hbus->low_mmio_space) {
2664                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
2665                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->low_mmio_res, hbus->hdev, 0,
2666                                           (u64)(u32)0xffffffff,
2667                                           hbus->low_mmio_space,
2668                                           align, false);
2669                 if (ret) {
2670                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2671                                 "Need %#llx of low MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
2672                                 hbus->low_mmio_space);
2673                         return ret;
2674                 }
2675
2676                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
2677                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
2678                 hbus->low_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
2679                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
2680                                  hbus->low_mmio_res);
2681         }
2682
2683         if (hbus->high_mmio_space) {
2684                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
2685                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->high_mmio_res, hbus->hdev,
2686                                           0x100000000, -1,
2687                                           hbus->high_mmio_space, align,
2688                                           false);
2689                 if (ret) {
2690                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2691                                 "Need %#llx of high MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
2692                                 hbus->high_mmio_space);
2693                         goto release_low_mmio;
2694                 }
2695
2696                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
2697                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
2698                 hbus->high_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
2699                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
2700                                  hbus->high_mmio_res);
2701         }
2702
2703         return 0;
2704
2705 release_low_mmio:
2706         if (hbus->low_mmio_res) {
2707                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
2708                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
2709         }
2710
2711         return ret;
2712 }
2713
2714 /**
2715  * hv_allocate_config_window() - Find MMIO space for PCI Config
2716  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2717  *
2718  * This function claims memory-mapped I/O space for accessing
2719  * configuration space for the functions on this bus.
2720  *
2721  * Return: 0 on success, -errno on failure
2722  */
2723 static int hv_allocate_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
2724 {
2725         int ret;
2726
2727         /*
2728          * Set up a region of MMIO space to use for accessing configuration
2729          * space.
2730          */
2731         ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->mem_config, hbus->hdev, 0, -1,
2732                                   PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH, 0x1000, false);
2733         if (ret)
2734                 return ret;
2735
2736         /*
2737          * vmbus_allocate_mmio() gets used for allocating both device endpoint
2738          * resource claims (those which cannot be overlapped) and the ranges
2739          * which are valid for the children of this bus, which are intended
2740          * to be overlapped by those children.  Set the flag on this claim
2741          * meaning that this region can't be overlapped.
2742          */
2743
2744         hbus->mem_config->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2745
2746         return 0;
2747 }
2748
2749 static void hv_free_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
2750 {
2751         vmbus_free_mmio(hbus->mem_config->start, PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
2752 }
2753
2754 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs);
2755
2756 /**
2757  * hv_pci_enter_d0() - Bring the "bus" into the D0 power state
2758  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2759  *
2760  * Return: 0 on success, -errno on failure
2761  */
2762 static int hv_pci_enter_d0(struct hv_device *hdev)
2763 {
2764         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2765         struct pci_bus_d0_entry *d0_entry;
2766         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2767         struct pci_packet *pkt;
2768         int ret;
2769
2770         /*
2771          * Tell the host that the bus is ready to use, and moved into the
2772          * powered-on state.  This includes telling the host which region
2773          * of memory-mapped I/O space has been chosen for configuration space
2774          * access.
2775          */
2776         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*d0_entry), GFP_KERNEL);
2777         if (!pkt)
2778                 return -ENOMEM;
2779
2780         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2781         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2782         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2783         d0_entry = (struct pci_bus_d0_entry *)&pkt->message;
2784         d0_entry->message_type.type = PCI_BUS_D0ENTRY;
2785         d0_entry->mmio_base = hbus->mem_config->start;
2786
2787         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, d0_entry, sizeof(*d0_entry),
2788                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
2789                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2790         if (!ret)
2791                 ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2792
2793         if (ret)
2794                 goto exit;
2795
2796         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2797                 dev_err(&hdev->device,
2798                         "PCI Pass-through VSP failed D0 Entry with status %x\n",
2799                         comp_pkt.completion_status);
2800                 ret = -EPROTO;
2801                 goto exit;
2802         }
2803
2804         ret = 0;
2805
2806 exit:
2807         kfree(pkt);
2808         return ret;
2809 }
2810
2811 /**
2812  * hv_pci_query_relations() - Ask host to send list of child
2813  * devices
2814  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2815  *
2816  * Return: 0 on success, -errno on failure
2817  */
2818 static int hv_pci_query_relations(struct hv_device *hdev)
2819 {
2820         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2821         struct pci_message message;
2822         struct completion comp;
2823         int ret;
2824
2825         /* Ask the host to send along the list of child devices */
2826         init_completion(&comp);
2827         if (cmpxchg(&hbus->survey_event, NULL, &comp))
2828                 return -ENOTEMPTY;
2829
2830         memset(&message, 0, sizeof(message));
2831         message.type = PCI_QUERY_BUS_RELATIONS;
2832
2833         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &message, sizeof(message),
2834                                0, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2835         if (!ret)
2836                 ret = wait_for_response(hdev, &comp);
2837
2838         return ret;
2839 }
2840
2841 /**
2842  * hv_send_resources_allocated() - Report local resource choices
2843  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2844  *
2845  * The host OS is expecting to be sent a request as a message
2846  * which contains all the resources that the device will use.
2847  * The response contains those same resources, "translated"
2848  * which is to say, the values which should be used by the
2849  * hardware, when it delivers an interrupt.  (MMIO resources are
2850  * used in local terms.)  This is nice for Windows, and lines up
2851  * with the FDO/PDO split, which doesn't exist in Linux.  Linux
2852  * is deeply expecting to scan an emulated PCI configuration
2853  * space.  So this message is sent here only to drive the state
2854  * machine on the host forward.
2855  *
2856  * Return: 0 on success, -errno on failure
2857  */
2858 static int hv_send_resources_allocated(struct hv_device *hdev)
2859 {
2860         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2861         struct pci_resources_assigned *res_assigned;
2862         struct pci_resources_assigned2 *res_assigned2;
2863         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2864         struct hv_pci_dev *hpdev;
2865         struct pci_packet *pkt;
2866         size_t size_res;
2867         int wslot;
2868         int ret;
2869
2870         size_res = (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2)
2871                         ? sizeof(*res_assigned) : sizeof(*res_assigned2);
2872
2873         pkt = kmalloc(sizeof(*pkt) + size_res, GFP_KERNEL);
2874         if (!pkt)
2875                 return -ENOMEM;
2876
2877         ret = 0;
2878
2879         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
2880                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2881                 if (!hpdev)
2882                         continue;
2883
2884                 memset(pkt, 0, sizeof(*pkt) + size_res);
2885                 init_completion(&comp_pkt.host_event);
2886                 pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2887                 pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2888
2889                 if (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
2890                         res_assigned =
2891                                 (struct pci_resources_assigned *)&pkt->message;
2892                         res_assigned->message_type.type =
2893                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED;
2894                         res_assigned->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2895                 } else {
2896                         res_assigned2 =
2897                                 (struct pci_resources_assigned2 *)&pkt->message;
2898                         res_assigned2->message_type.type =
2899                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED2;
2900                         res_assigned2->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2901                 }
2902                 put_pcichild(hpdev);
2903
2904                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt->message,
2905                                 size_res, (unsigned long)pkt,
2906                                 VM_PKT_DATA_INBAND,
2907                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2908                 if (!ret)
2909                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2910                 if (ret)
2911                         break;
2912
2913                 if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2914                         ret = -EPROTO;
2915                         dev_err(&hdev->device,
2916                                 "resource allocated returned 0x%x",
2917                                 comp_pkt.completion_status);
2918                         break;
2919                 }
2920
2921                 hbus->wslot_res_allocated = wslot;
2922         }
2923
2924         kfree(pkt);
2925         return ret;
2926 }
2927
2928 /**
2929  * hv_send_resources_released() - Report local resources
2930  * released
2931  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2932  *
2933  * Return: 0 on success, -errno on failure
2934  */
2935 static int hv_send_resources_released(struct hv_device *hdev)
2936 {
2937         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2938         struct pci_child_message pkt;
2939         struct hv_pci_dev *hpdev;
2940         int wslot;
2941         int ret;
2942
2943         for (wslot = hbus->wslot_res_allocated; wslot >= 0; wslot--) {
2944                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2945                 if (!hpdev)
2946                         continue;
2947
2948                 memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
2949                 pkt.message_type.type = PCI_RESOURCES_RELEASED;
2950                 pkt.wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2951
2952                 put_pcichild(hpdev);
2953
2954                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt, sizeof(pkt), 0,
2955                                        VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2956                 if (ret)
2957                         return ret;
2958
2959                 hbus->wslot_res_allocated = wslot - 1;
2960         }
2961
2962         hbus->wslot_res_allocated = -1;
2963
2964         return 0;
2965 }
2966
2967 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2968 {
2969         refcount_inc(&hbus->remove_lock);
2970 }
2971
2972 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2973 {
2974         if (refcount_dec_and_test(&hbus->remove_lock))
2975                 complete(&hbus->remove_event);
2976 }
2977
2978 #define HVPCI_DOM_MAP_SIZE (64 * 1024)
2979 static DECLARE_BITMAP(hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE);
2980
2981 /*
2982  * PCI domain number 0 is used by emulated devices on Gen1 VMs, so define 0
2983  * as invalid for passthrough PCI devices of this driver.
2984  */
2985 #define HVPCI_DOM_INVALID 0
2986
2987 /**
2988  * hv_get_dom_num() - Get a valid PCI domain number
2989  * Check if the PCI domain number is in use, and return another number if
2990  * it is in use.
2991  *
2992  * @dom: Requested domain number
2993  *
2994  * return: domain number on success, HVPCI_DOM_INVALID on failure
2995  */
2996 static u16 hv_get_dom_num(u16 dom)
2997 {
2998         unsigned int i;
2999
3000         if (test_and_set_bit(dom, hvpci_dom_map) == 0)
3001                 return dom;
3002
3003         for_each_clear_bit(i, hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE) {
3004                 if (test_and_set_bit(i, hvpci_dom_map) == 0)
3005                         return i;
3006         }
3007
3008         return HVPCI_DOM_INVALID;
3009 }
3010
3011 /**
3012  * hv_put_dom_num() - Mark the PCI domain number as free
3013  * @dom: Domain number to be freed
3014  */
3015 static void hv_put_dom_num(u16 dom)
3016 {
3017         clear_bit(dom, hvpci_dom_map);
3018 }
3019
3020 /**
3021  * hv_pci_probe() - New VMBus channel probe, for a root PCI bus
3022  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3023  * @dev_id:     Identifies the device itself
3024  *
3025  * Return: 0 on success, -errno on failure
3026  */
3027 static int hv_pci_probe(struct hv_device *hdev,
3028                         const struct hv_vmbus_device_id *dev_id)
3029 {
3030         struct hv_pcibus_device *hbus;
3031         u16 dom_req, dom;
3032         char *name;
3033         bool enter_d0_retry = true;
3034         int ret;
3035
3036         /*
3037          * hv_pcibus_device contains the hypercall arguments for retargeting in
3038          * hv_irq_unmask(). Those must not cross a page boundary.
3039          */
3040         BUILD_BUG_ON(sizeof(*hbus) > HV_HYP_PAGE_SIZE);
3041
3042         /*
3043          * With the recent 59bb47985c1d ("mm, sl[aou]b: guarantee natural
3044          * alignment for kmalloc(power-of-two)"), kzalloc() is able to allocate
3045          * a 4KB buffer that is guaranteed to be 4KB-aligned. Here the size and
3046          * alignment of hbus is important because hbus's field
3047          * retarget_msi_interrupt_params must not cross a 4KB page boundary.
3048          *
3049          * Here we prefer kzalloc to get_zeroed_page(), because a buffer
3050          * allocated by the latter is not tracked and scanned by kmemleak, and
3051          * hence kmemleak reports the pointer contained in the hbus buffer
3052          * (i.e. the hpdev struct, which is created in new_pcichild_device() and
3053          * is tracked by hbus->children) as memory leak (false positive).
3054          *
3055          * If the kernel doesn't have 59bb47985c1d, get_zeroed_page() *must* be
3056          * used to allocate the hbus buffer and we can avoid the kmemleak false
3057          * positive by using kmemleak_alloc() and kmemleak_free() to ask
3058          * kmemleak to track and scan the hbus buffer.
3059          */
3060         hbus = kzalloc(HV_HYP_PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
3061         if (!hbus)
3062                 return -ENOMEM;
3063         hbus->state = hv_pcibus_init;
3064         hbus->wslot_res_allocated = -1;
3065
3066         /*
3067          * The PCI bus "domain" is what is called "segment" in ACPI and other
3068          * specs. Pull it from the instance ID, to get something usually
3069          * unique. In rare cases of collision, we will find out another number
3070          * not in use.
3071          *
3072          * Note that, since this code only runs in a Hyper-V VM, Hyper-V
3073          * together with this guest driver can guarantee that (1) The only
3074          * domain used by Gen1 VMs for something that looks like a physical
3075          * PCI bus (which is actually emulated by the hypervisor) is domain 0.
3076          * (2) There will be no overlap between domains (after fixing possible
3077          * collisions) in the same VM.
3078          */
3079         dom_req = hdev->dev_instance.b[5] << 8 | hdev->dev_instance.b[4];
3080         dom = hv_get_dom_num(dom_req);
3081
3082         if (dom == HVPCI_DOM_INVALID) {
3083                 dev_err(&hdev->device,
3084                         "Unable to use dom# 0x%hx or other numbers", dom_req);
3085                 ret = -EINVAL;
3086                 goto free_bus;
3087         }
3088
3089         if (dom != dom_req)
3090                 dev_info(&hdev->device,
3091                          "PCI dom# 0x%hx has collision, using 0x%hx",
3092                          dom_req, dom);
3093
3094         hbus->sysdata.domain = dom;
3095
3096         hbus->hdev = hdev;
3097         refcount_set(&hbus->remove_lock, 1);
3098         INIT_LIST_HEAD(&hbus->children);
3099         INIT_LIST_HEAD(&hbus->dr_list);
3100         INIT_LIST_HEAD(&hbus->resources_for_children);
3101         spin_lock_init(&hbus->config_lock);
3102         spin_lock_init(&hbus->device_list_lock);
3103         spin_lock_init(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock);
3104         init_completion(&hbus->remove_event);
3105         hbus->wq = alloc_ordered_workqueue("hv_pci_%x", 0,
3106                                            hbus->sysdata.domain);
3107         if (!hbus->wq) {
3108                 ret = -ENOMEM;
3109                 goto free_dom;
3110         }
3111
3112         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
3113                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
3114         if (ret)
3115                 goto destroy_wq;
3116
3117         hv_set_drvdata(hdev, hbus);
3118
3119         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, pci_protocol_versions,
3120                                           ARRAY_SIZE(pci_protocol_versions));
3121         if (ret)
3122                 goto close;
3123
3124         ret = hv_allocate_config_window(hbus);
3125         if (ret)
3126                 goto close;
3127
3128         hbus->cfg_addr = ioremap(hbus->mem_config->start,
3129                                  PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
3130         if (!hbus->cfg_addr) {
3131                 dev_err(&hdev->device,
3132                         "Unable to map a virtual address for config space\n");
3133                 ret = -ENOMEM;
3134                 goto free_config;
3135         }
3136
3137         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%pUL", &hdev->dev_instance);
3138         if (!name) {
3139                 ret = -ENOMEM;
3140                 goto unmap;
3141         }
3142
3143         hbus->sysdata.fwnode = irq_domain_alloc_named_fwnode(name);
3144         kfree(name);
3145         if (!hbus->sysdata.fwnode) {
3146                 ret = -ENOMEM;
3147                 goto unmap;
3148         }
3149
3150         ret = hv_pcie_init_irq_domain(hbus);
3151         if (ret)
3152                 goto free_fwnode;
3153
3154 retry:
3155         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
3156         if (ret)
3157                 goto free_irq_domain;
3158
3159         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
3160         /*
3161          * In certain case (Kdump) the pci device of interest was
3162          * not cleanly shut down and resource is still held on host
3163          * side, the host could return invalid device status.
3164          * We need to explicitly request host to release the resource
3165          * and try to enter D0 again.
3166          * Since the hv_pci_bus_exit() call releases structures
3167          * of all its child devices, we need to start the retry from
3168          * hv_pci_query_relations() call, requesting host to send
3169          * the synchronous child device relations message before this
3170          * information is needed in hv_send_resources_allocated()
3171          * call later.
3172          */
3173         if (ret == -EPROTO && enter_d0_retry) {
3174                 enter_d0_retry = false;
3175
3176                 dev_err(&hdev->device, "Retrying D0 Entry\n");
3177
3178                 /*
3179                  * Hv_pci_bus_exit() calls hv_send_resources_released()
3180                  * to free up resources of its child devices.
3181                  * In the kdump kernel we need to set the
3182                  * wslot_res_allocated to 255 so it scans all child
3183                  * devices to release resources allocated in the
3184                  * normal kernel before panic happened.
3185                  */
3186                 hbus->wslot_res_allocated = 255;
3187                 ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3188
3189                 if (ret == 0)
3190                         goto retry;
3191
3192                 dev_err(&hdev->device,
3193                         "Retrying D0 failed with ret %d\n", ret);
3194         }
3195         if (ret)
3196                 goto free_irq_domain;
3197
3198         ret = hv_pci_allocate_bridge_windows(hbus);
3199         if (ret)
3200                 goto exit_d0;
3201
3202         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
3203         if (ret)
3204                 goto free_windows;
3205
3206         prepopulate_bars(hbus);
3207
3208         hbus->state = hv_pcibus_probed;
3209
3210         ret = create_root_hv_pci_bus(hbus);
3211         if (ret)
3212                 goto free_windows;
3213
3214         return 0;
3215
3216 free_windows:
3217         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3218 exit_d0:
3219         (void) hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3220 free_irq_domain:
3221         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3222 free_fwnode:
3223         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
3224 unmap:
3225         iounmap(hbus->cfg_addr);
3226 free_config:
3227         hv_free_config_window(hbus);
3228 close:
3229         vmbus_close(hdev->channel);
3230 destroy_wq:
3231         destroy_workqueue(hbus->wq);
3232 free_dom:
3233         hv_put_dom_num(hbus->sysdata.domain);
3234 free_bus:
3235         kfree(hbus);
3236         return ret;
3237 }
3238
3239 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs)
3240 {
3241         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3242         struct {
3243                 struct pci_packet teardown_packet;
3244                 u8 buffer[sizeof(struct pci_message)];
3245         } pkt;
3246         struct hv_dr_state *dr;
3247         struct hv_pci_compl comp_pkt;
3248         int ret;
3249
3250         /*
3251          * After the host sends the RESCIND_CHANNEL message, it doesn't
3252          * access the per-channel ringbuffer any longer.
3253          */
3254         if (hdev->channel->rescind)
3255                 return 0;
3256
3257         if (!keep_devs) {
3258                 /* Delete any children which might still exist. */
3259                 dr = kzalloc(sizeof(*dr), GFP_KERNEL);
3260                 if (dr && hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
3261                         kfree(dr);
3262         }
3263
3264         ret = hv_send_resources_released(hdev);
3265         if (ret) {
3266                 dev_err(&hdev->device,
3267                         "Couldn't send resources released packet(s)\n");
3268                 return ret;
3269         }
3270
3271         memset(&pkt.teardown_packet, 0, sizeof(pkt.teardown_packet));
3272         init_completion(&comp_pkt.host_event);
3273         pkt.teardown_packet.completion_func = hv_pci_generic_compl;
3274         pkt.teardown_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
3275         pkt.teardown_packet.message[0].type = PCI_BUS_D0EXIT;
3276
3277         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt.teardown_packet.message,
3278                                sizeof(struct pci_message),
3279                                (unsigned long)&pkt.teardown_packet,
3280                                VM_PKT_DATA_INBAND,
3281                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
3282         if (ret)
3283                 return ret;
3284
3285         if (wait_for_completion_timeout(&comp_pkt.host_event, 10 * HZ) == 0)
3286                 return -ETIMEDOUT;
3287
3288         return 0;
3289 }
3290
3291 /**
3292  * hv_pci_remove() - Remove routine for this VMBus channel
3293  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3294  *
3295  * Return: 0 on success, -errno on failure
3296  */
3297 static int hv_pci_remove(struct hv_device *hdev)
3298 {
3299         struct hv_pcibus_device *hbus;
3300         int ret;
3301
3302         hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3303         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
3304                 /* Remove the bus from PCI's point of view. */
3305                 pci_lock_rescan_remove();
3306                 pci_stop_root_bus(hbus->pci_bus);
3307                 hv_pci_remove_slots(hbus);
3308                 pci_remove_root_bus(hbus->pci_bus);
3309                 pci_unlock_rescan_remove();
3310                 hbus->state = hv_pcibus_removed;
3311         }
3312
3313         ret = hv_pci_bus_exit(hdev, false);
3314
3315         vmbus_close(hdev->channel);
3316
3317         iounmap(hbus->cfg_addr);
3318         hv_free_config_window(hbus);
3319         pci_free_resource_list(&hbus->resources_for_children);
3320         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3321         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3322         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
3323         put_hvpcibus(hbus);
3324         wait_for_completion(&hbus->remove_event);
3325         destroy_workqueue(hbus->wq);
3326
3327         hv_put_dom_num(hbus->sysdata.domain);
3328
3329         kfree(hbus);
3330         return ret;
3331 }
3332
3333 static int hv_pci_suspend(struct hv_device *hdev)
3334 {
3335         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3336         enum hv_pcibus_state old_state;
3337         int ret;
3338
3339         /*
3340          * hv_pci_suspend() must make sure there are no pending work items
3341          * before calling vmbus_close(), since it runs in a process context
3342          * as a callback in dpm_suspend().  When it starts to run, the channel
3343          * callback hv_pci_onchannelcallback(), which runs in a tasklet
3344          * context, can be still running concurrently and scheduling new work
3345          * items onto hbus->wq in hv_pci_devices_present() and
3346          * hv_pci_eject_device(), and the work item handlers can access the
3347          * vmbus channel, which can be being closed by hv_pci_suspend(), e.g.
3348          * the work item handler pci_devices_present_work() ->
3349          * new_pcichild_device() writes to the vmbus channel.
3350          *
3351          * To eliminate the race, hv_pci_suspend() disables the channel
3352          * callback tasklet, sets hbus->state to hv_pcibus_removing, and
3353          * re-enables the tasklet. This way, when hv_pci_suspend() proceeds,
3354          * it knows that no new work item can be scheduled, and then it flushes
3355          * hbus->wq and safely closes the vmbus channel.
3356          */
3357         tasklet_disable(&hdev->channel->callback_event);
3358
3359         /* Change the hbus state to prevent new work items. */
3360         old_state = hbus->state;
3361         if (hbus->state == hv_pcibus_installed)
3362                 hbus->state = hv_pcibus_removing;
3363
3364         tasklet_enable(&hdev->channel->callback_event);
3365
3366         if (old_state != hv_pcibus_installed)
3367                 return -EINVAL;
3368
3369         flush_workqueue(hbus->wq);
3370
3371         ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3372         if (ret)
3373                 return ret;
3374
3375         vmbus_close(hdev->channel);
3376
3377         return 0;
3378 }
3379
3380 static int hv_pci_restore_msi_msg(struct pci_dev *pdev, void *arg)
3381 {
3382         struct msi_desc *entry;
3383         struct irq_data *irq_data;
3384
3385         for_each_pci_msi_entry(entry, pdev) {
3386                 irq_data = irq_get_irq_data(entry->irq);
3387                 if (WARN_ON_ONCE(!irq_data))
3388                         return -EINVAL;
3389
3390                 hv_compose_msi_msg(irq_data, &entry->msg);
3391         }
3392
3393         return 0;
3394 }
3395
3396 /*
3397  * Upon resume, pci_restore_msi_state() -> ... ->  __pci_write_msi_msg()
3398  * directly writes the MSI/MSI-X registers via MMIO, but since Hyper-V
3399  * doesn't trap and emulate the MMIO accesses, here hv_compose_msi_msg()
3400  * must be used to ask Hyper-V to re-create the IOMMU Interrupt Remapping
3401  * Table entries.
3402  */
3403 static void hv_pci_restore_msi_state(struct hv_pcibus_device *hbus)
3404 {
3405         pci_walk_bus(hbus->pci_bus, hv_pci_restore_msi_msg, NULL);
3406 }
3407
3408 static int hv_pci_resume(struct hv_device *hdev)
3409 {
3410         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3411         enum pci_protocol_version_t version[1];
3412         int ret;
3413
3414         hbus->state = hv_pcibus_init;
3415
3416         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
3417                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
3418         if (ret)
3419                 return ret;
3420
3421         /* Only use the version that was in use before hibernation. */
3422         version[0] = hbus->protocol_version;
3423         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, version, 1);
3424         if (ret)
3425                 goto out;
3426
3427         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
3428         if (ret)
3429                 goto out;
3430
3431         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
3432         if (ret)
3433                 goto out;
3434
3435         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
3436         if (ret)
3437                 goto out;
3438
3439         prepopulate_bars(hbus);
3440
3441         hv_pci_restore_msi_state(hbus);
3442
3443         hbus->state = hv_pcibus_installed;
3444         return 0;
3445 out:
3446         vmbus_close(hdev->channel);
3447         return ret;
3448 }
3449
3450 static const struct hv_vmbus_device_id hv_pci_id_table[] = {
3451         /* PCI Pass-through Class ID */
3452         /* 44C4F61D-4444-4400-9D52-802E27EDE19F */
3453         { HV_PCIE_GUID, },
3454         { },
3455 };
3456
3457 MODULE_DEVICE_TABLE(vmbus, hv_pci_id_table);
3458
3459 static struct hv_driver hv_pci_drv = {
3460         .name           = "hv_pci",
3461         .id_table       = hv_pci_id_table,
3462         .probe          = hv_pci_probe,
3463         .remove         = hv_pci_remove,
3464         .suspend        = hv_pci_suspend,
3465         .resume         = hv_pci_resume,
3466 };
3467
3468 static void __exit exit_hv_pci_drv(void)
3469 {
3470         vmbus_driver_unregister(&hv_pci_drv);
3471
3472         hvpci_block_ops.read_block = NULL;
3473         hvpci_block_ops.write_block = NULL;
3474         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = NULL;
3475 }
3476
3477 static int __init init_hv_pci_drv(void)
3478 {
3479         if (!hv_is_hyperv_initialized())
3480                 return -ENODEV;
3481
3482         /* Set the invalid domain number's bit, so it will not be used */
3483         set_bit(HVPCI_DOM_INVALID, hvpci_dom_map);
3484
3485         /* Initialize PCI block r/w interface */
3486         hvpci_block_ops.read_block = hv_read_config_block;
3487         hvpci_block_ops.write_block = hv_write_config_block;
3488         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = hv_register_block_invalidate;
3489
3490         return vmbus_driver_register(&hv_pci_drv);
3491 }
3492
3493 module_init(init_hv_pci_drv);
3494 module_exit(exit_hv_pci_drv);
3495
3496 MODULE_DESCRIPTION("Hyper-V PCI");
3497 MODULE_LICENSE("GPL v2");