arch/x86/pci/xen.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Xen PCI - handle PCI (INTx) and MSI infrastructure calls for PV, HVM and
   4  * initial domain support. We also handle the DSDT _PRT callbacks for GSI's
   5  * used in HVM and initial domain mode (PV does not parse ACPI, so it has no
   6  * concept of GSIs). Under PV we hook under the pnbbios API for IRQs and
   7  * 0xcf8 PCI configuration read/write.
   8  *
   9  *   Author: Ryan Wilson <hap9@epoch.ncsc.mil>
  10  *           Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
  11  *           Stefano Stabellini <stefano.stabellini@eu.citrix.com>
  12  */
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/pci.h>
  16 #include <linux/acpi.h>
  17
  18 #include <linux/io.h>
  19 #include <asm/io_apic.h>
  20 #include <asm/pci_x86.h>
  21
  22 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  23
  24 #include <xen/features.h>
  25 #include <xen/events.h>
  26 #include <asm/xen/pci.h>
  27 #include <asm/xen/cpuid.h>
  28 #include <asm/apic.h>
  29 #include <asm/i8259.h>
  30
  31 static int xen_pcifront_enable_irq(struct pci_dev *dev)
  32 {
  33         int rc;
  34         int share = 1;
  35         int pirq;
  36         u8 gsi;
  37
  38         rc = pci_read_config_byte(dev, PCI_INTERRUPT_LINE, &gsi);
  39         if (rc < 0) {
  40                 dev_warn(&dev->dev, "Xen PCI: failed to read interrupt line: %d\n",
  41                          rc);
  42                 return rc;
  43         }
  44         /* In PV DomU the Xen PCI backend puts the PIRQ in the interrupt line.*/
  45         pirq = gsi;
  46
  47         if (gsi < nr_legacy_irqs())
  48                 share = 0;
  49
  50         rc = xen_bind_pirq_gsi_to_irq(gsi, pirq, share, "pcifront");
  51         if (rc < 0) {
  52                 dev_warn(&dev->dev, "Xen PCI: failed to bind GSI%d (PIRQ%d) to IRQ: %d\n",
  53                          gsi, pirq, rc);
  54                 return rc;
  55         }
  56
  57         dev->irq = rc;
  58         dev_info(&dev->dev, "Xen PCI mapped GSI%d to IRQ%d\n", gsi, dev->irq);
  59         return 0;
  60 }
  61
  62 #ifdef CONFIG_ACPI
  63 static int xen_register_pirq(u32 gsi, int triggering, bool set_pirq)
  64 {
  65         int rc, pirq = -1, irq;
  66         struct physdev_map_pirq map_irq;
  67         int shareable = 0;
  68         char *name;
  69
  70         irq = xen_irq_from_gsi(gsi);
  71         if (irq > 0)
  72                 return irq;
  73
  74         if (set_pirq)
  75                 pirq = gsi;
  76
  77         map_irq.domid = DOMID_SELF;
  78         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_GSI;
  79         map_irq.index = gsi;
  80         map_irq.pirq = pirq;
  81
  82         rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq, &map_irq);
  83         if (rc) {
  84                 printk(KERN_WARNING "xen map irq failed %d\n", rc);
  85                 return -1;
  86         }
  87
  88         if (triggering == ACPI_EDGE_SENSITIVE) {
  89                 shareable = 0;
  90                 name = "ioapic-edge";
  91         } else {
  92                 shareable = 1;
  93                 name = "ioapic-level";
  94         }
  95
  96         irq = xen_bind_pirq_gsi_to_irq(gsi, map_irq.pirq, shareable, name);
  97         if (irq < 0)
  98                 goto out;
  99
 100         printk(KERN_DEBUG "xen: --> pirq=%d -> irq=%d (gsi=%d)\n", map_irq.pirq, irq, gsi);
 101 out:
 102         return irq;
 103 }
 104
 105 static int acpi_register_gsi_xen_hvm(struct device *dev, u32 gsi,
 106                                      int trigger, int polarity)
 107 {
 108         if (!xen_hvm_domain())
 109                 return -1;
 110
 111         return xen_register_pirq(gsi, trigger,
 112                                  false /* no mapping of GSI to PIRQ */);
 113 }
 114
 115 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 116 static int xen_register_gsi(u32 gsi, int triggering, int polarity)
 117 {
 118         int rc, irq;
 119         struct physdev_setup_gsi setup_gsi;
 120
 121         if (!xen_pv_domain())
 122                 return -1;
 123
 124         printk(KERN_DEBUG "xen: registering gsi %u triggering %d polarity %d\n",
 125                         gsi, triggering, polarity);
 126
 127         irq = xen_register_pirq(gsi, triggering, true);
 128
 129         setup_gsi.gsi = gsi;
 130         setup_gsi.triggering = (triggering == ACPI_EDGE_SENSITIVE ? 0 : 1);
 131         setup_gsi.polarity = (polarity == ACPI_ACTIVE_HIGH ? 0 : 1);
 132
 133         rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_setup_gsi, &setup_gsi);
 134         if (rc == -EEXIST)
 135                 printk(KERN_INFO "Already setup the GSI :%d\n", gsi);
 136         else if (rc) {
 137                 printk(KERN_ERR "Failed to setup GSI :%d, err_code:%d\n",
 138                                 gsi, rc);
 139         }
 140
 141         return irq;
 142 }
 143
 144 static int acpi_register_gsi_xen(struct device *dev, u32 gsi,
 145                                  int trigger, int polarity)
 146 {
 147         return xen_register_gsi(gsi, trigger, polarity);
 148 }
 149 #endif
 150 #endif
 151
 152 #if defined(CONFIG_PCI_MSI)
 153 #include <linux/msi.h>
 154 #include <asm/msidef.h>
 155
 156 struct xen_pci_frontend_ops *xen_pci_frontend;
 157 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_pci_frontend);
 158
 159 static int xen_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 160 {
 161         int irq, ret, i;
 162         struct msi_desc *msidesc;
 163         int *v;
 164
 165         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 166                 return 1;
 167
 168         v = kcalloc(max(1, nvec), sizeof(int), GFP_KERNEL);
 169         if (!v)
 170                 return -ENOMEM;
 171
 172         if (type == PCI_CAP_ID_MSIX)
 173                 ret = xen_pci_frontend_enable_msix(dev, v, nvec);
 174         else
 175                 ret = xen_pci_frontend_enable_msi(dev, v);
 176         if (ret)
 177                 goto error;
 178         i = 0;
 179         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 180                 irq = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, v[i],
 181                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 182                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ?
 183                                                "pcifront-msi-x" :
 184                                                "pcifront-msi",
 185                                                 DOMID_SELF);
 186                 if (irq < 0) {
 187                         ret = irq;
 188                         goto free;
 189                 }
 190                 i++;
 191         }
 192         kfree(v);
 193         return 0;
 194
 195 error:
 196         if (ret == -ENOSYS)
 197                 dev_err(&dev->dev, "Xen PCI frontend has not registered MSI/MSI-X support!\n");
 198         else if (ret)
 199                 dev_err(&dev->dev, "Xen PCI frontend error: %d!\n", ret);
 200 free:
 201         kfree(v);
 202         return ret;
 203 }
 204
 205 #define XEN_PIRQ_MSI_DATA  (MSI_DATA_TRIGGER_EDGE | \
 206                 MSI_DATA_LEVEL_ASSERT | (3 << 8) | MSI_DATA_VECTOR(0))
 207
 208 static void xen_msi_compose_msg(struct pci_dev *pdev, unsigned int pirq,
 209                 struct msi_msg *msg)
 210 {
 211         /* We set vector == 0 to tell the hypervisor we don't care about it,
 212          * but we want a pirq setup instead.
 213          * We use the dest_id field to pass the pirq that we want. */
 214         msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI | MSI_ADDR_EXT_DEST_ID(pirq);
 215         msg->address_lo =
 216                 MSI_ADDR_BASE_LO |
 217                 MSI_ADDR_DEST_MODE_PHYSICAL |
 218                 MSI_ADDR_REDIRECTION_CPU |
 219                 MSI_ADDR_DEST_ID(pirq);
 220
 221         msg->data = XEN_PIRQ_MSI_DATA;
 222 }
 223
 224 static int xen_hvm_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 225 {
 226         int irq, pirq;
 227         struct msi_desc *msidesc;
 228         struct msi_msg msg;
 229
 230         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 231                 return 1;
 232
 233         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 234                 pirq = xen_allocate_pirq_msi(dev, msidesc);
 235                 if (pirq < 0) {
 236                         irq = -ENODEV;
 237                         goto error;
 238                 }
 239                 xen_msi_compose_msg(dev, pirq, &msg);
 240                 __pci_write_msi_msg(msidesc, &msg);
 241                 dev_dbg(&dev->dev, "xen: msi bound to pirq=%d\n", pirq);
 242                 irq = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, pirq,
 243                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 244                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ?
 245                                                "msi-x" : "msi",
 246                                                DOMID_SELF);
 247                 if (irq < 0)
 248                         goto error;
 249                 dev_dbg(&dev->dev,
 250                         "xen: msi --> pirq=%d --> irq=%d\n", pirq, irq);
 251         }
 252         return 0;
 253
 254 error:
 255         dev_err(&dev->dev, "Failed to create MSI%s! ret=%d!\n",
 256                 type == PCI_CAP_ID_MSI ? "" : "-X", irq);
 257         return irq;
 258 }
 259
 260 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 261 static bool __read_mostly pci_seg_supported = true;
 262
 263 static int xen_initdom_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 264 {
 265         int ret = 0;
 266         struct msi_desc *msidesc;
 267
 268         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 269                 struct physdev_map_pirq map_irq;
 270                 domid_t domid;
 271
 272                 domid = ret = xen_find_device_domain_owner(dev);
 273                 /* N.B. Casting int's -ENODEV to uint16_t results in 0xFFED,
 274                  * hence check ret value for < 0. */
 275                 if (ret < 0)
 276                         domid = DOMID_SELF;
 277
 278                 memset(&map_irq, 0, sizeof(map_irq));
 279                 map_irq.domid = domid;
 280                 map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MSI_SEG;
 281                 map_irq.index = -1;
 282                 map_irq.pirq = -1;
 283                 map_irq.bus = dev->bus->number |
 284                               (pci_domain_nr(dev->bus) << 16);
 285                 map_irq.devfn = dev->devfn;
 286
 287                 if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1) {
 288                         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MULTI_MSI;
 289                         map_irq.entry_nr = nvec;
 290                 } else if (type == PCI_CAP_ID_MSIX) {
 291                         int pos;
 292                         unsigned long flags;
 293                         u32 table_offset, bir;
 294
 295                         pos = dev->msix_cap;
 296                         pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_MSIX_TABLE,
 297                                               &table_offset);
 298                         bir = (u8)(table_offset & PCI_MSIX_TABLE_BIR);
 299                         flags = pci_resource_flags(dev, bir);
 300                         if (!flags || (flags & IORESOURCE_UNSET))
 301                                 return -EINVAL;
 302
 303                         map_irq.table_base = pci_resource_start(dev, bir);
 304                         map_irq.entry_nr = msidesc->msi_attrib.entry_nr;
 305                 }
 306
 307                 ret = -EINVAL;
 308                 if (pci_seg_supported)
 309                         ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq,
 310                                                     &map_irq);
 311                 if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1 && ret) {
 312                         /*
 313                          * If MAP_PIRQ_TYPE_MULTI_MSI is not available
 314                          * there's nothing else we can do in this case.
 315                          * Just set ret > 0 so driver can retry with
 316                          * single MSI.
 317                          */
 318                         ret = 1;
 319                         goto out;
 320                 }
 321                 if (ret == -EINVAL && !pci_domain_nr(dev->bus)) {
 322                         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MSI;
 323                         map_irq.index = -1;
 324                         map_irq.pirq = -1;
 325                         map_irq.bus = dev->bus->number;
 326                         ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq,
 327                                                     &map_irq);
 328                         if (ret != -EINVAL)
 329                                 pci_seg_supported = false;
 330                 }
 331                 if (ret) {
 332                         dev_warn(&dev->dev, "xen map irq failed %d for %d domain\n",
 333                                  ret, domid);
 334                         goto out;
 335                 }
 336
 337                 ret = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, map_irq.pirq,
 338                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 339                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ? "msi-x" : "msi",
 340                                                domid);
 341                 if (ret < 0)
 342                         goto out;
 343         }
 344         ret = 0;
 345 out:
 346         return ret;
 347 }
 348
 349 static void xen_initdom_restore_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 350 {
 351         int ret = 0;
 352
 353         if (pci_seg_supported) {
 354                 struct physdev_pci_device restore_ext;
 355
 356                 restore_ext.seg = pci_domain_nr(dev->bus);
 357                 restore_ext.bus = dev->bus->number;
 358                 restore_ext.devfn = dev->devfn;
 359                 ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_restore_msi_ext,
 360                                         &restore_ext);
 361                 if (ret == -ENOSYS)
 362                         pci_seg_supported = false;
 363                 WARN(ret && ret != -ENOSYS, "restore_msi_ext -> %d\n", ret);
 364         }
 365         if (!pci_seg_supported) {
 366                 struct physdev_restore_msi restore;
 367
 368                 restore.bus = dev->bus->number;
 369                 restore.devfn = dev->devfn;
 370                 ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_restore_msi, &restore);
 371                 WARN(ret && ret != -ENOSYS, "restore_msi -> %d\n", ret);
 372         }
 373 }
 374 #endif
 375
 376 static void xen_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 377 {
 378         struct msi_desc *msidesc;
 379
 380         msidesc = first_pci_msi_entry(dev);
 381         if (msidesc->msi_attrib.is_msix)
 382                 xen_pci_frontend_disable_msix(dev);
 383         else
 384                 xen_pci_frontend_disable_msi(dev);
 385
 386         /* Free the IRQ's and the msidesc using the generic code. */
 387         default_teardown_msi_irqs(dev);
 388 }
 389
 390 static void xen_teardown_msi_irq(unsigned int irq)
 391 {
 392         xen_destroy_irq(irq);
 393 }
 394
 395 #endif
 396
 397 int __init pci_xen_init(void)
 398 {
 399         if (!xen_pv_domain() || xen_initial_domain())
 400                 return -ENODEV;
 401
 402         printk(KERN_INFO "PCI: setting up Xen PCI frontend stub\n");
 403
 404         pcibios_set_cache_line_size();
 405
 406         pcibios_enable_irq = xen_pcifront_enable_irq;
 407         pcibios_disable_irq = NULL;
 408
 409         /* Keep ACPI out of the picture */
 410         acpi_noirq_set();
 411
 412 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 413         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_setup_msi_irqs;
 414         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 415         x86_msi.teardown_msi_irqs = xen_teardown_msi_irqs;
 416         pci_msi_ignore_mask = 1;
 417 #endif
 418         return 0;
 419 }
 420
 421 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 422 void __init xen_msi_init(void)
 423 {
 424         if (!disable_apic) {
 425                 /*
 426                  * If hardware supports (x2)APIC virtualization (as indicated
 427                  * by hypervisor's leaf 4) then we don't need to use pirqs/
 428                  * event channels for MSI handling and instead use regular
 429                  * APIC processing
 430                  */
 431                 uint32_t eax = cpuid_eax(xen_cpuid_base() + 4);
 432
 433                 if (((eax & XEN_HVM_CPUID_X2APIC_VIRT) && x2apic_mode) ||
 434                     ((eax & XEN_HVM_CPUID_APIC_ACCESS_VIRT) && boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)))
 435                         return;
 436         }
 437
 438         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_hvm_setup_msi_irqs;
 439         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 440 }
 441 #endif
 442
 443 int __init pci_xen_hvm_init(void)
 444 {
 445         if (!xen_have_vector_callback || !xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs))
 446                 return 0;
 447
 448 #ifdef CONFIG_ACPI
 449         /*
 450          * We don't want to change the actual ACPI delivery model,
 451          * just how GSIs get registered.
 452          */
 453         __acpi_register_gsi = acpi_register_gsi_xen_hvm;
 454         __acpi_unregister_gsi = NULL;
 455 #endif
 456
 457 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 458         /*
 459          * We need to wait until after x2apic is initialized
 460          * before we can set MSI IRQ ops.
 461          */
 462         x86_platform.apic_post_init = xen_msi_init;
 463 #endif
 464         return 0;
 465 }
 466
 467 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 468 int __init pci_xen_initial_domain(void)
 469 {
 470         int irq;
 471
 472 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 473         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_initdom_setup_msi_irqs;
 474         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 475         x86_msi.restore_msi_irqs = xen_initdom_restore_msi_irqs;
 476         pci_msi_ignore_mask = 1;
 477 #endif
 478         __acpi_register_gsi = acpi_register_gsi_xen;
 479         __acpi_unregister_gsi = NULL;
 480         /*
 481          * Pre-allocate the legacy IRQs.  Use NR_LEGACY_IRQS here
 482          * because we don't have a PIC and thus nr_legacy_irqs() is zero.
 483          */
 484         for (irq = 0; irq < NR_IRQS_LEGACY; irq++) {
 485                 int trigger, polarity;
 486
 487                 if (acpi_get_override_irq(irq, &trigger, &polarity) == -1)
 488                         continue;
 489
 490                 xen_register_pirq(irq,
 491                         trigger ? ACPI_LEVEL_SENSITIVE : ACPI_EDGE_SENSITIVE,
 492                         true /* Map GSI to PIRQ */);
 493         }
 494         if (0 == nr_ioapics) {
 495                 for (irq = 0; irq < nr_legacy_irqs(); irq++)
 496                         xen_bind_pirq_gsi_to_irq(irq, irq, 0, "xt-pic");
 497         }
 498         return 0;
 499 }
 500
 501 struct xen_device_domain_owner {
 502         domid_t domain;
 503         struct pci_dev *dev;
 504         struct list_head list;
 505 };
 506
 507 static DEFINE_SPINLOCK(dev_domain_list_spinlock);
 508 static struct list_head dev_domain_list = LIST_HEAD_INIT(dev_domain_list);
 509
 510 static struct xen_device_domain_owner *find_device(struct pci_dev *dev)
 511 {
 512         struct xen_device_domain_owner *owner;
 513
 514         list_for_each_entry(owner, &dev_domain_list, list) {
 515                 if (owner->dev == dev)
 516                         return owner;
 517         }
 518         return NULL;
 519 }
 520
 521 int xen_find_device_domain_owner(struct pci_dev *dev)
 522 {
 523         struct xen_device_domain_owner *owner;
 524         int domain = -ENODEV;
 525
 526         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 527         owner = find_device(dev);
 528         if (owner)
 529                 domain = owner->domain;
 530         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 531         return domain;
 532 }
 533 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_find_device_domain_owner);
 534
 535 int xen_register_device_domain_owner(struct pci_dev *dev, uint16_t domain)
 536 {
 537         struct xen_device_domain_owner *owner;
 538
 539         owner = kzalloc(sizeof(struct xen_device_domain_owner), GFP_KERNEL);
 540         if (!owner)
 541                 return -ENODEV;
 542
 543         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 544         if (find_device(dev)) {
 545                 spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 546                 kfree(owner);
 547                 return -EEXIST;
 548         }
 549         owner->domain = domain;
 550         owner->dev = dev;
 551         list_add_tail(&owner->list, &dev_domain_list);
 552         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 553         return 0;
 554 }
 555 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_register_device_domain_owner);
 556
 557 int xen_unregister_device_domain_owner(struct pci_dev *dev)
 558 {
 559         struct xen_device_domain_owner *owner;
 560
 561         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 562         owner = find_device(dev);
 563         if (!owner) {
 564                 spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 565                 return -ENODEV;
 566         }
 567         list_del(&owner->list);
 568         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 569         kfree(owner);
 570         return 0;
 571 }
 572 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_unregister_device_domain_owner);
 573 #endif