drivers/gpu/drm/i915/gvt/cfg_space.c

   1 /*
   2  * Copyright(c) 2011-2016 Intel Corporation. All rights reserved.
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
   7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
   8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
  12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  13  * Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  20  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  21  * SOFTWARE.
  22  *
  23  * Authors:
  24  *    Eddie Dong <eddie.dong@intel.com>
  25  *    Jike Song <jike.song@intel.com>
  26  *
  27  * Contributors:
  28  *    Zhi Wang <zhi.a.wang@intel.com>
  29  *    Min He <min.he@intel.com>
  30  *    Bing Niu <bing.niu@intel.com>
  31  *
  32  */
  33
  34 #include "i915_drv.h"
  35 #include "gvt.h"
  36
  37 enum {
  38         INTEL_GVT_PCI_BAR_GTTMMIO = 0,
  39         INTEL_GVT_PCI_BAR_APERTURE,
  40         INTEL_GVT_PCI_BAR_PIO,
  41         INTEL_GVT_PCI_BAR_MAX,
  42 };
  43
  44 /* bitmap for writable bits (RW or RW1C bits, but cannot co-exist in one
  45  * byte) byte by byte in standard pci configuration space. (not the full
  46  * 256 bytes.)
  47  */
  48 static const u8 pci_cfg_space_rw_bmp[PCI_INTERRUPT_LINE + 4] = {
  49         [PCI_COMMAND]           = 0xff, 0x07,
  50         [PCI_STATUS]            = 0x00, 0xf9, /* the only one RW1C byte */
  51         [PCI_CACHE_LINE_SIZE]   = 0xff,
  52         [PCI_BASE_ADDRESS_0 ... PCI_CARDBUS_CIS - 1] = 0xff,
  53         [PCI_ROM_ADDRESS]       = 0x01, 0xf8, 0xff, 0xff,
  54         [PCI_INTERRUPT_LINE]    = 0xff,
  55 };
  56
  57 /**
  58  * vgpu_pci_cfg_mem_write - write virtual cfg space memory
  59  * @vgpu: target vgpu
  60  * @off: offset
  61  * @src: src ptr to write
  62  * @bytes: number of bytes
  63  *
  64  * Use this function to write virtual cfg space memory.
  65  * For standard cfg space, only RW bits can be changed,
  66  * and we emulates the RW1C behavior of PCI_STATUS register.
  67  */
  68 static void vgpu_pci_cfg_mem_write(struct intel_vgpu *vgpu, unsigned int off,
  69                                    u8 *src, unsigned int bytes)
  70 {
  71         u8 *cfg_base = vgpu_cfg_space(vgpu);
  72         u8 mask, new, old;
  73         int i = 0;
  74
  75         for (; i < bytes && (off + i < sizeof(pci_cfg_space_rw_bmp)); i++) {
  76                 mask = pci_cfg_space_rw_bmp[off + i];
  77                 old = cfg_base[off + i];
  78                 new = src[i] & mask;
  79
  80                 /**
  81                  * The PCI_STATUS high byte has RW1C bits, here
  82                  * emulates clear by writing 1 for these bits.
  83                  * Writing a 0b to RW1C bits has no effect.
  84                  */
  85                 if (off + i == PCI_STATUS + 1)
  86                         new = (~new & old) & mask;
  87
  88                 cfg_base[off + i] = (old & ~mask) | new;
  89         }
  90
  91         /* For other configuration space directly copy as it is. */
  92         if (i < bytes)
  93                 memcpy(cfg_base + off + i, src + i, bytes - i);
  94 }
  95
  96 /**
  97  * intel_vgpu_emulate_cfg_read - emulate vGPU configuration space read
  98  * @vgpu: target vgpu
  99  * @offset: offset
 100  * @p_data: return data ptr
 101  * @bytes: number of bytes to read
 102  *
 103  * Returns:
 104  * Zero on success, negative error code if failed.
 105  */
 106 int intel_vgpu_emulate_cfg_read(struct intel_vgpu *vgpu, unsigned int offset,
 107         void *p_data, unsigned int bytes)
 108 {
 109         struct drm_i915_private *i915 = vgpu->gvt->gt->i915;
 110
 111         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, bytes > 4))
 112                 return -EINVAL;
 113
 114         if (drm_WARN_ON(&i915->drm,
 115                         offset + bytes > vgpu->gvt->device_info.cfg_space_size))
 116                 return -EINVAL;
 117
 118         memcpy(p_data, vgpu_cfg_space(vgpu) + offset, bytes);
 119         return 0;
 120 }
 121
 122 static int map_aperture(struct intel_vgpu *vgpu, bool map)
 123 {
 124         phys_addr_t aperture_pa = vgpu_aperture_pa_base(vgpu);
 125         unsigned long aperture_sz = vgpu_aperture_sz(vgpu);
 126         u64 first_gfn;
 127         u64 val;
 128         int ret;
 129
 130         if (map == vgpu->cfg_space.bar[INTEL_GVT_PCI_BAR_APERTURE].tracked)
 131                 return 0;
 132
 133         val = vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_BASE_ADDRESS_2];
 134         if (val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
 135                 val = *(u64 *)(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_BASE_ADDRESS_2);
 136         else
 137                 val = *(u32 *)(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_BASE_ADDRESS_2);
 138
 139         first_gfn = (val + vgpu_aperture_offset(vgpu)) >> PAGE_SHIFT;
 140
 141         ret = intel_gvt_hypervisor_map_gfn_to_mfn(vgpu, first_gfn,
 142                                                   aperture_pa >> PAGE_SHIFT,
 143                                                   aperture_sz >> PAGE_SHIFT,
 144                                                   map);
 145         if (ret)
 146                 return ret;
 147
 148         vgpu->cfg_space.bar[INTEL_GVT_PCI_BAR_APERTURE].tracked = map;
 149         return 0;
 150 }
 151
 152 static int trap_gttmmio(struct intel_vgpu *vgpu, bool trap)
 153 {
 154         u64 start, end;
 155         u64 val;
 156         int ret;
 157
 158         if (trap == vgpu->cfg_space.bar[INTEL_GVT_PCI_BAR_GTTMMIO].tracked)
 159                 return 0;
 160
 161         val = vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_BASE_ADDRESS_0];
 162         if (val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
 163                 start = *(u64 *)(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_BASE_ADDRESS_0);
 164         else
 165                 start = *(u32 *)(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_BASE_ADDRESS_0);
 166
 167         start &= ~GENMASK(3, 0);
 168         end = start + vgpu->cfg_space.bar[INTEL_GVT_PCI_BAR_GTTMMIO].size - 1;
 169
 170         ret = intel_gvt_hypervisor_set_trap_area(vgpu, start, end, trap);
 171         if (ret)
 172                 return ret;
 173
 174         vgpu->cfg_space.bar[INTEL_GVT_PCI_BAR_GTTMMIO].tracked = trap;
 175         return 0;
 176 }
 177
 178 static int emulate_pci_command_write(struct intel_vgpu *vgpu,
 179         unsigned int offset, void *p_data, unsigned int bytes)
 180 {
 181         u8 old = vgpu_cfg_space(vgpu)[offset];
 182         u8 new = *(u8 *)p_data;
 183         u8 changed = old ^ new;
 184         int ret;
 185
 186         vgpu_pci_cfg_mem_write(vgpu, offset, p_data, bytes);
 187         if (!(changed & PCI_COMMAND_MEMORY))
 188                 return 0;
 189
 190         if (old & PCI_COMMAND_MEMORY) {
 191                 ret = trap_gttmmio(vgpu, false);
 192                 if (ret)
 193                         return ret;
 194                 ret = map_aperture(vgpu, false);
 195                 if (ret)
 196                         return ret;
 197         } else {
 198                 ret = trap_gttmmio(vgpu, true);
 199                 if (ret)
 200                         return ret;
 201                 ret = map_aperture(vgpu, true);
 202                 if (ret)
 203                         return ret;
 204         }
 205
 206         return 0;
 207 }
 208
 209 static int emulate_pci_rom_bar_write(struct intel_vgpu *vgpu,
 210         unsigned int offset, void *p_data, unsigned int bytes)
 211 {
 212         u32 *pval = (u32 *)(vgpu_cfg_space(vgpu) + offset);
 213         u32 new = *(u32 *)(p_data);
 214
 215         if ((new & PCI_ROM_ADDRESS_MASK) == PCI_ROM_ADDRESS_MASK)
 216                 /* We don't have rom, return size of 0. */
 217                 *pval = 0;
 218         else
 219                 vgpu_pci_cfg_mem_write(vgpu, offset, p_data, bytes);
 220         return 0;
 221 }
 222
 223 static int emulate_pci_bar_write(struct intel_vgpu *vgpu, unsigned int offset,
 224         void *p_data, unsigned int bytes)
 225 {
 226         u32 new = *(u32 *)(p_data);
 227         bool lo = IS_ALIGNED(offset, 8);
 228         u64 size;
 229         int ret = 0;
 230         bool mmio_enabled =
 231                 vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_COMMAND] & PCI_COMMAND_MEMORY;
 232         struct intel_vgpu_pci_bar *bars = vgpu->cfg_space.bar;
 233
 234         /*
 235          * Power-up software can determine how much address
 236          * space the device requires by writing a value of
 237          * all 1's to the register and then reading the value
 238          * back. The device will return 0's in all don't-care
 239          * address bits.
 240          */
 241         if (new == 0xffffffff) {
 242                 switch (offset) {
 243                 case PCI_BASE_ADDRESS_0:
 244                 case PCI_BASE_ADDRESS_1:
 245                         size = ~(bars[INTEL_GVT_PCI_BAR_GTTMMIO].size -1);
 246                         intel_vgpu_write_pci_bar(vgpu, offset,
 247                                                 size >> (lo ? 0 : 32), lo);
 248                         /*
 249                          * Untrap the BAR, since guest hasn't configured a
 250                          * valid GPA
 251                          */
 252                         ret = trap_gttmmio(vgpu, false);
 253                         break;
 254                 case PCI_BASE_ADDRESS_2:
 255                 case PCI_BASE_ADDRESS_3:
 256                         size = ~(bars[INTEL_GVT_PCI_BAR_APERTURE].size -1);
 257                         intel_vgpu_write_pci_bar(vgpu, offset,
 258                                                 size >> (lo ? 0 : 32), lo);
 259                         ret = map_aperture(vgpu, false);
 260                         break;
 261                 default:
 262                         /* Unimplemented BARs */
 263                         intel_vgpu_write_pci_bar(vgpu, offset, 0x0, false);
 264                 }
 265         } else {
 266                 switch (offset) {
 267                 case PCI_BASE_ADDRESS_0:
 268                 case PCI_BASE_ADDRESS_1:
 269                         /*
 270                          * Untrap the old BAR first, since guest has
 271                          * re-configured the BAR
 272                          */
 273                         trap_gttmmio(vgpu, false);
 274                         intel_vgpu_write_pci_bar(vgpu, offset, new, lo);
 275                         ret = trap_gttmmio(vgpu, mmio_enabled);
 276                         break;
 277                 case PCI_BASE_ADDRESS_2:
 278                 case PCI_BASE_ADDRESS_3:
 279                         map_aperture(vgpu, false);
 280                         intel_vgpu_write_pci_bar(vgpu, offset, new, lo);
 281                         ret = map_aperture(vgpu, mmio_enabled);
 282                         break;
 283                 default:
 284                         intel_vgpu_write_pci_bar(vgpu, offset, new, lo);
 285                 }
 286         }
 287         return ret;
 288 }
 289
 290 /**
 291  * intel_vgpu_emulate_cfg_read - emulate vGPU configuration space write
 292  * @vgpu: target vgpu
 293  * @offset: offset
 294  * @p_data: write data ptr
 295  * @bytes: number of bytes to write
 296  *
 297  * Returns:
 298  * Zero on success, negative error code if failed.
 299  */
 300 int intel_vgpu_emulate_cfg_write(struct intel_vgpu *vgpu, unsigned int offset,
 301         void *p_data, unsigned int bytes)
 302 {
 303         struct drm_i915_private *i915 = vgpu->gvt->gt->i915;
 304         int ret;
 305
 306         if (drm_WARN_ON(&i915->drm, bytes > 4))
 307                 return -EINVAL;
 308
 309         if (drm_WARN_ON(&i915->drm,
 310                         offset + bytes > vgpu->gvt->device_info.cfg_space_size))
 311                 return -EINVAL;
 312
 313         /* First check if it's PCI_COMMAND */
 314         if (IS_ALIGNED(offset, 2) && offset == PCI_COMMAND) {
 315                 if (drm_WARN_ON(&i915->drm, bytes > 2))
 316                         return -EINVAL;
 317                 return emulate_pci_command_write(vgpu, offset, p_data, bytes);
 318         }
 319
 320         switch (rounddown(offset, 4)) {
 321         case PCI_ROM_ADDRESS:
 322                 if (drm_WARN_ON(&i915->drm, !IS_ALIGNED(offset, 4)))
 323                         return -EINVAL;
 324                 return emulate_pci_rom_bar_write(vgpu, offset, p_data, bytes);
 325
 326         case PCI_BASE_ADDRESS_0 ... PCI_BASE_ADDRESS_5:
 327                 if (drm_WARN_ON(&i915->drm, !IS_ALIGNED(offset, 4)))
 328                         return -EINVAL;
 329                 return emulate_pci_bar_write(vgpu, offset, p_data, bytes);
 330
 331         case INTEL_GVT_PCI_SWSCI:
 332                 if (drm_WARN_ON(&i915->drm, !IS_ALIGNED(offset, 4)))
 333                         return -EINVAL;
 334                 ret = intel_vgpu_emulate_opregion_request(vgpu, *(u32 *)p_data);
 335                 if (ret)
 336                         return ret;
 337                 break;
 338
 339         case INTEL_GVT_PCI_OPREGION:
 340                 if (drm_WARN_ON(&i915->drm, !IS_ALIGNED(offset, 4)))
 341                         return -EINVAL;
 342                 ret = intel_vgpu_opregion_base_write_handler(vgpu,
 343                                                    *(u32 *)p_data);
 344                 if (ret)
 345                         return ret;
 346
 347                 vgpu_pci_cfg_mem_write(vgpu, offset, p_data, bytes);
 348                 break;
 349         default:
 350                 vgpu_pci_cfg_mem_write(vgpu, offset, p_data, bytes);
 351                 break;
 352         }
 353         return 0;
 354 }
 355
 356 /**
 357  * intel_vgpu_init_cfg_space - init vGPU configuration space when create vGPU
 358  *
 359  * @vgpu: a vGPU
 360  * @primary: is the vGPU presented as primary
 361  *
 362  */
 363 void intel_vgpu_init_cfg_space(struct intel_vgpu *vgpu,
 364                                bool primary)
 365 {
 366         struct intel_gvt *gvt = vgpu->gvt;
 367         const struct intel_gvt_device_info *info = &gvt->device_info;
 368         u16 *gmch_ctl;
 369
 370         memcpy(vgpu_cfg_space(vgpu), gvt->firmware.cfg_space,
 371                info->cfg_space_size);
 372
 373         if (!primary) {
 374                 vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_CLASS_DEVICE] =
 375                         INTEL_GVT_PCI_CLASS_VGA_OTHER;
 376                 vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_CLASS_PROG] =
 377                         INTEL_GVT_PCI_CLASS_VGA_OTHER;
 378         }
 379
 380         /* Show guest that there isn't any stolen memory.*/
 381         gmch_ctl = (u16 *)(vgpu_cfg_space(vgpu) + INTEL_GVT_PCI_GMCH_CONTROL);
 382         *gmch_ctl &= ~(BDW_GMCH_GMS_MASK << BDW_GMCH_GMS_SHIFT);
 383
 384         intel_vgpu_write_pci_bar(vgpu, PCI_BASE_ADDRESS_2,
 385                                  gvt_aperture_pa_base(gvt), true);
 386
 387         vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_COMMAND] &= ~(PCI_COMMAND_IO
 388                                              | PCI_COMMAND_MEMORY
 389                                              | PCI_COMMAND_MASTER);
 390         /*
 391          * Clear the bar upper 32bit and let guest to assign the new value
 392          */
 393         memset(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_BASE_ADDRESS_1, 0, 4);
 394         memset(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_BASE_ADDRESS_3, 0, 4);
 395         memset(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_BASE_ADDRESS_4, 0, 8);
 396         memset(vgpu_cfg_space(vgpu) + INTEL_GVT_PCI_OPREGION, 0, 4);
 397
 398         vgpu->cfg_space.bar[INTEL_GVT_PCI_BAR_GTTMMIO].size =
 399                 pci_resource_len(gvt->gt->i915->drm.pdev, 0);
 400         vgpu->cfg_space.bar[INTEL_GVT_PCI_BAR_APERTURE].size =
 401                 pci_resource_len(gvt->gt->i915->drm.pdev, 2);
 402
 403         memset(vgpu_cfg_space(vgpu) + PCI_ROM_ADDRESS, 0, 4);
 404 }
 405
 406 /**
 407  * intel_vgpu_reset_cfg_space - reset vGPU configuration space
 408  *
 409  * @vgpu: a vGPU
 410  *
 411  */
 412 void intel_vgpu_reset_cfg_space(struct intel_vgpu *vgpu)
 413 {
 414         u8 cmd = vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_COMMAND];
 415         bool primary = vgpu_cfg_space(vgpu)[PCI_CLASS_DEVICE] !=
 416                                 INTEL_GVT_PCI_CLASS_VGA_OTHER;
 417
 418         if (cmd & PCI_COMMAND_MEMORY) {
 419                 trap_gttmmio(vgpu, false);
 420                 map_aperture(vgpu, false);
 421         }
 422
 423         /**
 424          * Currently we only do such reset when vGPU is not
 425          * owned by any VM, so we simply restore entire cfg
 426          * space to default value.
 427          */
 428         intel_vgpu_init_cfg_space(vgpu, primary);
 429 }