drivers/pci/p2pdma.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * PCI Peer 2 Peer DMA support.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2016-2018, Logan Gunthorpe
   6  * Copyright (c) 2016-2017, Microsemi Corporation
   7  * Copyright (c) 2017, Christoph Hellwig
   8  * Copyright (c) 2018, Eideticom Inc.
   9  */
  10
  11 #define pr_fmt(fmt) "pci-p2pdma: " fmt
  12 #include <linux/ctype.h>
  13 #include <linux/pci-p2pdma.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/genalloc.h>
  17 #include <linux/memremap.h>
  18 #include <linux/percpu-refcount.h>
  19 #include <linux/random.h>
  20 #include <linux/seq_buf.h>
  21 #include <linux/xarray.h>
  22
  23 enum pci_p2pdma_map_type {
  24         PCI_P2PDMA_MAP_UNKNOWN = 0,
  25         PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED,
  26         PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR,
  27         PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE,
  28 };
  29
  30 struct pci_p2pdma {
  31         struct gen_pool *pool;
  32         bool p2pmem_published;
  33         struct xarray map_types;
  34 };
  35
  36 struct pci_p2pdma_pagemap {
  37         struct dev_pagemap pgmap;
  38         struct pci_dev *provider;
  39         u64 bus_offset;
  40 };
  41
  42 static struct pci_p2pdma_pagemap *to_p2p_pgmap(struct dev_pagemap *pgmap)
  43 {
  44         return container_of(pgmap, struct pci_p2pdma_pagemap, pgmap);
  45 }
  46
  47 static ssize_t size_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  48                          char *buf)
  49 {
  50         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  51         size_t size = 0;
  52
  53         if (pdev->p2pdma->pool)
  54                 size = gen_pool_size(pdev->p2pdma->pool);
  55
  56         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%zd\n", size);
  57 }
  58 static DEVICE_ATTR_RO(size);
  59
  60 static ssize_t available_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  61                               char *buf)
  62 {
  63         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  64         size_t avail = 0;
  65
  66         if (pdev->p2pdma->pool)
  67                 avail = gen_pool_avail(pdev->p2pdma->pool);
  68
  69         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%zd\n", avail);
  70 }
  71 static DEVICE_ATTR_RO(available);
  72
  73 static ssize_t published_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  74                               char *buf)
  75 {
  76         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  77
  78         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
  79                          pdev->p2pdma->p2pmem_published);
  80 }
  81 static DEVICE_ATTR_RO(published);
  82
  83 static struct attribute *p2pmem_attrs[] = {
  84         &dev_attr_size.attr,
  85         &dev_attr_available.attr,
  86         &dev_attr_published.attr,
  87         NULL,
  88 };
  89
  90 static const struct attribute_group p2pmem_group = {
  91         .attrs = p2pmem_attrs,
  92         .name = "p2pmem",
  93 };
  94
  95 static void pci_p2pdma_release(void *data)
  96 {
  97         struct pci_dev *pdev = data;
  98         struct pci_p2pdma *p2pdma = pdev->p2pdma;
  99
 100         if (!p2pdma)
 101                 return;
 102
 103         /* Flush and disable pci_alloc_p2p_mem() */
 104         pdev->p2pdma = NULL;
 105         synchronize_rcu();
 106
 107         gen_pool_destroy(p2pdma->pool);
 108         sysfs_remove_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 109         xa_destroy(&p2pdma->map_types);
 110 }
 111
 112 static int pci_p2pdma_setup(struct pci_dev *pdev)
 113 {
 114         int error = -ENOMEM;
 115         struct pci_p2pdma *p2p;
 116
 117         p2p = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p), GFP_KERNEL);
 118         if (!p2p)
 119                 return -ENOMEM;
 120
 121         xa_init(&p2p->map_types);
 122
 123         p2p->pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, dev_to_node(&pdev->dev));
 124         if (!p2p->pool)
 125                 goto out;
 126
 127         error = devm_add_action_or_reset(&pdev->dev, pci_p2pdma_release, pdev);
 128         if (error)
 129                 goto out_pool_destroy;
 130
 131         pdev->p2pdma = p2p;
 132
 133         error = sysfs_create_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 134         if (error)
 135                 goto out_pool_destroy;
 136
 137         return 0;
 138
 139 out_pool_destroy:
 140         pdev->p2pdma = NULL;
 141         gen_pool_destroy(p2p->pool);
 142 out:
 143         devm_kfree(&pdev->dev, p2p);
 144         return error;
 145 }
 146
 147 /**
 148  * pci_p2pdma_add_resource - add memory for use as p2p memory
 149  * @pdev: the device to add the memory to
 150  * @bar: PCI BAR to add
 151  * @size: size of the memory to add, may be zero to use the whole BAR
 152  * @offset: offset into the PCI BAR
 153  *
 154  * The memory will be given ZONE_DEVICE struct pages so that it may
 155  * be used with any DMA request.
 156  */
 157 int pci_p2pdma_add_resource(struct pci_dev *pdev, int bar, size_t size,
 158                             u64 offset)
 159 {
 160         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap;
 161         struct dev_pagemap *pgmap;
 162         void *addr;
 163         int error;
 164
 165         if (!(pci_resource_flags(pdev, bar) & IORESOURCE_MEM))
 166                 return -EINVAL;
 167
 168         if (offset >= pci_resource_len(pdev, bar))
 169                 return -EINVAL;
 170
 171         if (!size)
 172                 size = pci_resource_len(pdev, bar) - offset;
 173
 174         if (size + offset > pci_resource_len(pdev, bar))
 175                 return -EINVAL;
 176
 177         if (!pdev->p2pdma) {
 178                 error = pci_p2pdma_setup(pdev);
 179                 if (error)
 180                         return error;
 181         }
 182
 183         p2p_pgmap = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p_pgmap), GFP_KERNEL);
 184         if (!p2p_pgmap)
 185                 return -ENOMEM;
 186
 187         pgmap = &p2p_pgmap->pgmap;
 188         pgmap->range.start = pci_resource_start(pdev, bar) + offset;
 189         pgmap->range.end = pgmap->range.start + size - 1;
 190         pgmap->nr_range = 1;
 191         pgmap->type = MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
 192
 193         p2p_pgmap->provider = pdev;
 194         p2p_pgmap->bus_offset = pci_bus_address(pdev, bar) -
 195                 pci_resource_start(pdev, bar);
 196
 197         addr = devm_memremap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 198         if (IS_ERR(addr)) {
 199                 error = PTR_ERR(addr);
 200                 goto pgmap_free;
 201         }
 202
 203         error = gen_pool_add_owner(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long)addr,
 204                         pci_bus_address(pdev, bar) + offset,
 205                         range_len(&pgmap->range), dev_to_node(&pdev->dev),
 206                         pgmap->ref);
 207         if (error)
 208                 goto pages_free;
 209
 210         pci_info(pdev, "added peer-to-peer DMA memory %#llx-%#llx\n",
 211                  pgmap->range.start, pgmap->range.end);
 212
 213         return 0;
 214
 215 pages_free:
 216         devm_memunmap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 217 pgmap_free:
 218         devm_kfree(&pdev->dev, pgmap);
 219         return error;
 220 }
 221 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_add_resource);
 222
 223 /*
 224  * Note this function returns the parent PCI device with a
 225  * reference taken. It is the caller's responsibility to drop
 226  * the reference.
 227  */
 228 static struct pci_dev *find_parent_pci_dev(struct device *dev)
 229 {
 230         struct device *parent;
 231
 232         dev = get_device(dev);
 233
 234         while (dev) {
 235                 if (dev_is_pci(dev))
 236                         return to_pci_dev(dev);
 237
 238                 parent = get_device(dev->parent);
 239                 put_device(dev);
 240                 dev = parent;
 241         }
 242
 243         return NULL;
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Check if a PCI bridge has its ACS redirection bits set to redirect P2P
 248  * TLPs upstream via ACS. Returns 1 if the packets will be redirected
 249  * upstream, 0 otherwise.
 250  */
 251 static int pci_bridge_has_acs_redir(struct pci_dev *pdev)
 252 {
 253         int pos;
 254         u16 ctrl;
 255
 256         pos = pdev->acs_cap;
 257         if (!pos)
 258                 return 0;
 259
 260         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_ACS_CTRL, &ctrl);
 261
 262         if (ctrl & (PCI_ACS_RR | PCI_ACS_CR | PCI_ACS_EC))
 263                 return 1;
 264
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 static void seq_buf_print_bus_devfn(struct seq_buf *buf, struct pci_dev *pdev)
 269 {
 270         if (!buf)
 271                 return;
 272
 273         seq_buf_printf(buf, "%s;", pci_name(pdev));
 274 }
 275
 276 static bool cpu_supports_p2pdma(void)
 277 {
 278 #ifdef CONFIG_X86
 279         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);
 280
 281         /* Any AMD CPU whose family ID is Zen or newer supports p2pdma */
 282         if (c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD && c->x86 >= 0x17)
 283                 return true;
 284 #endif
 285
 286         return false;
 287 }
 288
 289 static const struct pci_p2pdma_whitelist_entry {
 290         unsigned short vendor;
 291         unsigned short device;
 292         enum {
 293                 REQ_SAME_HOST_BRIDGE    = 1 << 0,
 294         } flags;
 295 } pci_p2pdma_whitelist[] = {
 296         /* Intel Xeon E5/Core i7 */
 297         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 298         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 299         /* Intel Xeon E7 v3/Xeon E5 v3/Core i7 */
 300         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 301         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 302         /* Intel SkyLake-E */
 303         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2030, 0},
 304         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2031, 0},
 305         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2032, 0},
 306         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2033, 0},
 307         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2020, 0},
 308         {}
 309 };
 310
 311 static bool __host_bridge_whitelist(struct pci_host_bridge *host,
 312                                     bool same_host_bridge, bool warn)
 313 {
 314         struct pci_dev *root = pci_get_slot(host->bus, PCI_DEVFN(0, 0));
 315         const struct pci_p2pdma_whitelist_entry *entry;
 316         unsigned short vendor, device;
 317
 318         if (!root)
 319                 return false;
 320
 321         vendor = root->vendor;
 322         device = root->device;
 323         pci_dev_put(root);
 324
 325         for (entry = pci_p2pdma_whitelist; entry->vendor; entry++) {
 326                 if (vendor != entry->vendor || device != entry->device)
 327                         continue;
 328                 if (entry->flags & REQ_SAME_HOST_BRIDGE && !same_host_bridge)
 329                         return false;
 330
 331                 return true;
 332         }
 333
 334         if (warn)
 335                 pci_warn(root, "Host bridge not in P2PDMA whitelist: %04x:%04x\n",
 336                          vendor, device);
 337
 338         return false;
 339 }
 340
 341 /*
 342  * If we can't find a common upstream bridge take a look at the root
 343  * complex and compare it to a whitelist of known good hardware.
 344  */
 345 static bool host_bridge_whitelist(struct pci_dev *a, struct pci_dev *b,
 346                                   bool warn)
 347 {
 348         struct pci_host_bridge *host_a = pci_find_host_bridge(a->bus);
 349         struct pci_host_bridge *host_b = pci_find_host_bridge(b->bus);
 350
 351         if (host_a == host_b)
 352                 return __host_bridge_whitelist(host_a, true, warn);
 353
 354         if (__host_bridge_whitelist(host_a, false, warn) &&
 355             __host_bridge_whitelist(host_b, false, warn))
 356                 return true;
 357
 358         return false;
 359 }
 360
 361 static enum pci_p2pdma_map_type
 362 __calc_map_type_and_dist(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 363                 int *dist, bool *acs_redirects, struct seq_buf *acs_list)
 364 {
 365         struct pci_dev *a = provider, *b = client, *bb;
 366         int dist_a = 0;
 367         int dist_b = 0;
 368         int acs_cnt = 0;
 369
 370         if (acs_redirects)
 371                 *acs_redirects = false;
 372
 373         /*
 374          * Note, we don't need to take references to devices returned by
 375          * pci_upstream_bridge() seeing we hold a reference to a child
 376          * device which will already hold a reference to the upstream bridge.
 377          */
 378
 379         while (a) {
 380                 dist_b = 0;
 381
 382                 if (pci_bridge_has_acs_redir(a)) {
 383                         seq_buf_print_bus_devfn(acs_list, a);
 384                         acs_cnt++;
 385                 }
 386
 387                 bb = b;
 388
 389                 while (bb) {
 390                         if (a == bb)
 391                                 goto check_b_path_acs;
 392
 393                         bb = pci_upstream_bridge(bb);
 394                         dist_b++;
 395                 }
 396
 397                 a = pci_upstream_bridge(a);
 398                 dist_a++;
 399         }
 400
 401         if (dist)
 402                 *dist = dist_a + dist_b;
 403
 404         return PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE;
 405
 406 check_b_path_acs:
 407         bb = b;
 408
 409         while (bb) {
 410                 if (a == bb)
 411                         break;
 412
 413                 if (pci_bridge_has_acs_redir(bb)) {
 414                         seq_buf_print_bus_devfn(acs_list, bb);
 415                         acs_cnt++;
 416                 }
 417
 418                 bb = pci_upstream_bridge(bb);
 419         }
 420
 421         if (dist)
 422                 *dist = dist_a + dist_b;
 423
 424         if (acs_cnt) {
 425                 if (acs_redirects)
 426                         *acs_redirects = true;
 427
 428                 return PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE;
 429         }
 430
 431         return PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR;
 432 }
 433
 434 static unsigned long map_types_idx(struct pci_dev *client)
 435 {
 436         return (pci_domain_nr(client->bus) << 16) |
 437                 (client->bus->number << 8) | client->devfn;
 438 }
 439
 440 /*
 441  * Calculate the P2PDMA mapping type and distance between two PCI devices.
 442  *
 443  * If the two devices are the same PCI function, return
 444  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR and a distance of 0.
 445  *
 446  * If they are two functions of the same device, return
 447  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR and a distance of 2 (one hop up to the bridge,
 448  * then one hop back down to another function of the same device).
 449  *
 450  * In the case where two devices are connected to the same PCIe switch,
 451  * return a distance of 4. This corresponds to the following PCI tree:
 452  *
 453  *     -+  Root Port
 454  *      \+ Switch Upstream Port
 455  *       +-+ Switch Downstream Port 0
 456  *       + \- Device A
 457  *       \-+ Switch Downstream Port 1
 458  *         \- Device B
 459  *
 460  * The distance is 4 because we traverse from Device A to Downstream Port 0
 461  * to the common Switch Upstream Port, back down to Downstream Port 1 and
 462  * then to Device B. The mapping type returned depends on the ACS
 463  * redirection setting of the ports along the path.
 464  *
 465  * If ACS redirect is set on any port in the path, traffic between the
 466  * devices will go through the host bridge, so return
 467  * PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE; otherwise return
 468  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR.
 469  *
 470  * Any two devices that have a data path that goes through the host bridge
 471  * will consult a whitelist. If the host bridge is in the whitelist, return
 472  * PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE with the distance set to the number of
 473  * ports per above. If the device is not in the whitelist, return
 474  * PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED.
 475  *
 476  * If any ACS redirect bits are set, then acs_redirects boolean will be set
 477  * to true and their PCI device names will be appended to the acs_list
 478  * seq_buf. This seq_buf is used to print a warning informing the user how
 479  * to disable ACS using a command line parameter.  (See
 480  * calc_map_type_and_dist_warn() below)
 481  */
 482 static enum pci_p2pdma_map_type
 483 calc_map_type_and_dist(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 484                 int *dist, bool *acs_redirects, struct seq_buf *acs_list)
 485 {
 486         enum pci_p2pdma_map_type map_type;
 487
 488         map_type = __calc_map_type_and_dist(provider, client, dist,
 489                                             acs_redirects, acs_list);
 490
 491         if (map_type == PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE) {
 492                 if (!cpu_supports_p2pdma() &&
 493                     !host_bridge_whitelist(provider, client, acs_redirects))
 494                         map_type = PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 495         }
 496
 497         if (provider->p2pdma)
 498                 xa_store(&provider->p2pdma->map_types, map_types_idx(client),
 499                          xa_mk_value(map_type), GFP_KERNEL);
 500
 501         return map_type;
 502 }
 503
 504 static enum pci_p2pdma_map_type
 505 calc_map_type_and_dist_warn(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 506                             int *dist)
 507 {
 508         struct seq_buf acs_list;
 509         bool acs_redirects;
 510         char buf[128];
 511         int ret;
 512
 513         seq_buf_init(&acs_list, buf, sizeof(buf));
 514
 515         ret = calc_map_type_and_dist(provider, client, dist, &acs_redirects,
 516                                      &acs_list);
 517         if (acs_redirects) {
 518                 pci_warn(client, "ACS redirect is set between the client and provider (%s)\n",
 519                          pci_name(provider));
 520                 /* Drop final semicolon */
 521                 acs_list.buffer[acs_list.len-1] = 0;
 522                 pci_warn(client, "to disable ACS redirect for this path, add the kernel parameter: pci=disable_acs_redir=%s\n",
 523                          acs_list.buffer);
 524         }
 525
 526         if (ret == PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED) {
 527                 pci_warn(client, "cannot be used for peer-to-peer DMA as the client and provider (%s) do not share an upstream bridge or whitelisted host bridge\n",
 528                          pci_name(provider));
 529         }
 530
 531         return ret;
 532 }
 533
 534 /**
 535  * pci_p2pdma_distance_many - Determine the cumulative distance between
 536  *      a p2pdma provider and the clients in use.
 537  * @provider: p2pdma provider to check against the client list
 538  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 539  * @num_clients: number of clients in the array
 540  * @verbose: if true, print warnings for devices when we return -1
 541  *
 542  * Returns -1 if any of the clients are not compatible, otherwise returns a
 543  * positive number where a lower number is the preferable choice. (If there's
 544  * one client that's the same as the provider it will return 0, which is best
 545  * choice).
 546  *
 547  * "compatible" means the provider and the clients are either all behind
 548  * the same PCI root port or the host bridges connected to each of the devices
 549  * are listed in the 'pci_p2pdma_whitelist'.
 550  */
 551 int pci_p2pdma_distance_many(struct pci_dev *provider, struct device **clients,
 552                              int num_clients, bool verbose)
 553 {
 554         enum pci_p2pdma_map_type map;
 555         bool not_supported = false;
 556         struct pci_dev *pci_client;
 557         int total_dist = 0;
 558         int i, distance;
 559
 560         if (num_clients == 0)
 561                 return -1;
 562
 563         for (i = 0; i < num_clients; i++) {
 564                 pci_client = find_parent_pci_dev(clients[i]);
 565                 if (!pci_client) {
 566                         if (verbose)
 567                                 dev_warn(clients[i],
 568                                          "cannot be used for peer-to-peer DMA as it is not a PCI device\n");
 569                         return -1;
 570                 }
 571
 572                 if (verbose)
 573                         map = calc_map_type_and_dist_warn(provider, pci_client,
 574                                                           &distance);
 575                 else
 576                         map = calc_map_type_and_dist(provider, pci_client,
 577                                                      &distance, NULL, NULL);
 578
 579                 pci_dev_put(pci_client);
 580
 581                 if (map == PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED)
 582                         not_supported = true;
 583
 584                 if (not_supported && !verbose)
 585                         break;
 586
 587                 total_dist += distance;
 588         }
 589
 590         if (not_supported)
 591                 return -1;
 592
 593         return total_dist;
 594 }
 595 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_distance_many);
 596
 597 /**
 598  * pci_has_p2pmem - check if a given PCI device has published any p2pmem
 599  * @pdev: PCI device to check
 600  */
 601 bool pci_has_p2pmem(struct pci_dev *pdev)
 602 {
 603         return pdev->p2pdma && pdev->p2pdma->p2pmem_published;
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_has_p2pmem);
 606
 607 /**
 608  * pci_p2pmem_find_many - find a peer-to-peer DMA memory device compatible with
 609  *      the specified list of clients and shortest distance (as determined
 610  *      by pci_p2pmem_dma())
 611  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 612  * @num_clients: number of client devices in the list
 613  *
 614  * If multiple devices are behind the same switch, the one "closest" to the
 615  * client devices in use will be chosen first. (So if one of the providers is
 616  * the same as one of the clients, that provider will be used ahead of any
 617  * other providers that are unrelated). If multiple providers are an equal
 618  * distance away, one will be chosen at random.
 619  *
 620  * Returns a pointer to the PCI device with a reference taken (use pci_dev_put
 621  * to return the reference) or NULL if no compatible device is found. The
 622  * found provider will also be assigned to the client list.
 623  */
 624 struct pci_dev *pci_p2pmem_find_many(struct device **clients, int num_clients)
 625 {
 626         struct pci_dev *pdev = NULL;
 627         int distance;
 628         int closest_distance = INT_MAX;
 629         struct pci_dev **closest_pdevs;
 630         int dev_cnt = 0;
 631         const int max_devs = PAGE_SIZE / sizeof(*closest_pdevs);
 632         int i;
 633
 634         closest_pdevs = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 635         if (!closest_pdevs)
 636                 return NULL;
 637
 638         while ((pdev = pci_get_device(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, pdev))) {
 639                 if (!pci_has_p2pmem(pdev))
 640                         continue;
 641
 642                 distance = pci_p2pdma_distance_many(pdev, clients,
 643                                                     num_clients, false);
 644                 if (distance < 0 || distance > closest_distance)
 645                         continue;
 646
 647                 if (distance == closest_distance && dev_cnt >= max_devs)
 648                         continue;
 649
 650                 if (distance < closest_distance) {
 651                         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 652                                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 653
 654                         dev_cnt = 0;
 655                         closest_distance = distance;
 656                 }
 657
 658                 closest_pdevs[dev_cnt++] = pci_dev_get(pdev);
 659         }
 660
 661         if (dev_cnt)
 662                 pdev = pci_dev_get(closest_pdevs[prandom_u32_max(dev_cnt)]);
 663
 664         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 665                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 666
 667         kfree(closest_pdevs);
 668         return pdev;
 669 }
 670 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_find_many);
 671
 672 /**
 673  * pci_alloc_p2pmem - allocate peer-to-peer DMA memory
 674  * @pdev: the device to allocate memory from
 675  * @size: number of bytes to allocate
 676  *
 677  * Returns the allocated memory or NULL on error.
 678  */
 679 void *pci_alloc_p2pmem(struct pci_dev *pdev, size_t size)
 680 {
 681         void *ret = NULL;
 682         struct percpu_ref *ref;
 683
 684         /*
 685          * Pairs with synchronize_rcu() in pci_p2pdma_release() to
 686          * ensure pdev->p2pdma is non-NULL for the duration of the
 687          * read-lock.
 688          */
 689         rcu_read_lock();
 690         if (unlikely(!pdev->p2pdma))
 691                 goto out;
 692
 693         ret = (void *)gen_pool_alloc_owner(pdev->p2pdma->pool, size,
 694                         (void **) &ref);
 695         if (!ret)
 696                 goto out;
 697
 698         if (unlikely(!percpu_ref_tryget_live(ref))) {
 699                 gen_pool_free(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long) ret, size);
 700                 ret = NULL;
 701                 goto out;
 702         }
 703 out:
 704         rcu_read_unlock();
 705         return ret;
 706 }
 707 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_alloc_p2pmem);
 708
 709 /**
 710  * pci_free_p2pmem - free peer-to-peer DMA memory
 711  * @pdev: the device the memory was allocated from
 712  * @addr: address of the memory that was allocated
 713  * @size: number of bytes that were allocated
 714  */
 715 void pci_free_p2pmem(struct pci_dev *pdev, void *addr, size_t size)
 716 {
 717         struct percpu_ref *ref;
 718
 719         gen_pool_free_owner(pdev->p2pdma->pool, (uintptr_t)addr, size,
 720                         (void **) &ref);
 721         percpu_ref_put(ref);
 722 }
 723 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_free_p2pmem);
 724
 725 /**
 726  * pci_p2pmem_virt_to_bus - return the PCI bus address for a given virtual
 727  *      address obtained with pci_alloc_p2pmem()
 728  * @pdev: the device the memory was allocated from
 729  * @addr: address of the memory that was allocated
 730  */
 731 pci_bus_addr_t pci_p2pmem_virt_to_bus(struct pci_dev *pdev, void *addr)
 732 {
 733         if (!addr)
 734                 return 0;
 735         if (!pdev->p2pdma)
 736                 return 0;
 737
 738         /*
 739          * Note: when we added the memory to the pool we used the PCI
 740          * bus address as the physical address. So gen_pool_virt_to_phys()
 741          * actually returns the bus address despite the misleading name.
 742          */
 743         return gen_pool_virt_to_phys(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long)addr);
 744 }
 745 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_virt_to_bus);
 746
 747 /**
 748  * pci_p2pmem_alloc_sgl - allocate peer-to-peer DMA memory in a scatterlist
 749  * @pdev: the device to allocate memory from
 750  * @nents: the number of SG entries in the list
 751  * @length: number of bytes to allocate
 752  *
 753  * Return: %NULL on error or &struct scatterlist pointer and @nents on success
 754  */
 755 struct scatterlist *pci_p2pmem_alloc_sgl(struct pci_dev *pdev,
 756                                          unsigned int *nents, u32 length)
 757 {
 758         struct scatterlist *sg;
 759         void *addr;
 760
 761         sg = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
 762         if (!sg)
 763                 return NULL;
 764
 765         sg_init_table(sg, 1);
 766
 767         addr = pci_alloc_p2pmem(pdev, length);
 768         if (!addr)
 769                 goto out_free_sg;
 770
 771         sg_set_buf(sg, addr, length);
 772         *nents = 1;
 773         return sg;
 774
 775 out_free_sg:
 776         kfree(sg);
 777         return NULL;
 778 }
 779 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_alloc_sgl);
 780
 781 /**
 782  * pci_p2pmem_free_sgl - free a scatterlist allocated by pci_p2pmem_alloc_sgl()
 783  * @pdev: the device to allocate memory from
 784  * @sgl: the allocated scatterlist
 785  */
 786 void pci_p2pmem_free_sgl(struct pci_dev *pdev, struct scatterlist *sgl)
 787 {
 788         struct scatterlist *sg;
 789         int count;
 790
 791         for_each_sg(sgl, sg, INT_MAX, count) {
 792                 if (!sg)
 793                         break;
 794
 795                 pci_free_p2pmem(pdev, sg_virt(sg), sg->length);
 796         }
 797         kfree(sgl);
 798 }
 799 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_free_sgl);
 800
 801 /**
 802  * pci_p2pmem_publish - publish the peer-to-peer DMA memory for use by
 803  *      other devices with pci_p2pmem_find()
 804  * @pdev: the device with peer-to-peer DMA memory to publish
 805  * @publish: set to true to publish the memory, false to unpublish it
 806  *
 807  * Published memory can be used by other PCI device drivers for
 808  * peer-2-peer DMA operations. Non-published memory is reserved for
 809  * exclusive use of the device driver that registers the peer-to-peer
 810  * memory.
 811  */
 812 void pci_p2pmem_publish(struct pci_dev *pdev, bool publish)
 813 {
 814         if (pdev->p2pdma)
 815                 pdev->p2pdma->p2pmem_published = publish;
 816 }
 817 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_publish);
 818
 819 static enum pci_p2pdma_map_type pci_p2pdma_map_type(struct dev_pagemap *pgmap,
 820                                                     struct device *dev)
 821 {
 822         struct pci_dev *provider = to_p2p_pgmap(pgmap)->provider;
 823         struct pci_dev *client;
 824
 825         if (!provider->p2pdma)
 826                 return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 827
 828         if (!dev_is_pci(dev))
 829                 return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 830
 831         client = to_pci_dev(dev);
 832
 833         return xa_to_value(xa_load(&provider->p2pdma->map_types,
 834                                    map_types_idx(client)));
 835 }
 836
 837 static int __pci_p2pdma_map_sg(struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap,
 838                 struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents)
 839 {
 840         struct scatterlist *s;
 841         int i;
 842
 843         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 844                 s->dma_address = sg_phys(s) - p2p_pgmap->bus_offset;
 845                 sg_dma_len(s) = s->length;
 846         }
 847
 848         return nents;
 849 }
 850
 851 /**
 852  * pci_p2pdma_map_sg_attrs - map a PCI peer-to-peer scatterlist for DMA
 853  * @dev: device doing the DMA request
 854  * @sg: scatter list to map
 855  * @nents: elements in the scatterlist
 856  * @dir: DMA direction
 857  * @attrs: DMA attributes passed to dma_map_sg() (if called)
 858  *
 859  * Scatterlists mapped with this function should be unmapped using
 860  * pci_p2pdma_unmap_sg_attrs().
 861  *
 862  * Returns the number of SG entries mapped or 0 on error.
 863  */
 864 int pci_p2pdma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 865                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 866 {
 867         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap =
 868                 to_p2p_pgmap(sg_page(sg)->pgmap);
 869
 870         switch (pci_p2pdma_map_type(sg_page(sg)->pgmap, dev)) {
 871         case PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE:
 872                 return dma_map_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 873         case PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR:
 874                 return __pci_p2pdma_map_sg(p2p_pgmap, dev, sg, nents);
 875         default:
 876                 WARN_ON_ONCE(1);
 877                 return 0;
 878         }
 879 }
 880 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_map_sg_attrs);
 881
 882 /**
 883  * pci_p2pdma_unmap_sg_attrs - unmap a PCI peer-to-peer scatterlist that was
 884  *      mapped with pci_p2pdma_map_sg()
 885  * @dev: device doing the DMA request
 886  * @sg: scatter list to map
 887  * @nents: number of elements returned by pci_p2pdma_map_sg()
 888  * @dir: DMA direction
 889  * @attrs: DMA attributes passed to dma_unmap_sg() (if called)
 890  */
 891 void pci_p2pdma_unmap_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 892                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 893 {
 894         enum pci_p2pdma_map_type map_type;
 895
 896         map_type = pci_p2pdma_map_type(sg_page(sg)->pgmap, dev);
 897
 898         if (map_type == PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE)
 899                 dma_unmap_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 900 }
 901 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_unmap_sg_attrs);
 902
 903 /**
 904  * pci_p2pdma_enable_store - parse a configfs/sysfs attribute store
 905  *              to enable p2pdma
 906  * @page: contents of the value to be stored
 907  * @p2p_dev: returns the PCI device that was selected to be used
 908  *              (if one was specified in the stored value)
 909  * @use_p2pdma: returns whether to enable p2pdma or not
 910  *
 911  * Parses an attribute value to decide whether to enable p2pdma.
 912  * The value can select a PCI device (using its full BDF device
 913  * name) or a boolean (in any format strtobool() accepts). A false
 914  * value disables p2pdma, a true value expects the caller
 915  * to automatically find a compatible device and specifying a PCI device
 916  * expects the caller to use the specific provider.
 917  *
 918  * pci_p2pdma_enable_show() should be used as the show operation for
 919  * the attribute.
 920  *
 921  * Returns 0 on success
 922  */
 923 int pci_p2pdma_enable_store(const char *page, struct pci_dev **p2p_dev,
 924                             bool *use_p2pdma)
 925 {
 926         struct device *dev;
 927
 928         dev = bus_find_device_by_name(&pci_bus_type, NULL, page);
 929         if (dev) {
 930                 *use_p2pdma = true;
 931                 *p2p_dev = to_pci_dev(dev);
 932
 933                 if (!pci_has_p2pmem(*p2p_dev)) {
 934                         pci_err(*p2p_dev,
 935                                 "PCI device has no peer-to-peer memory: %s\n",
 936                                 page);
 937                         pci_dev_put(*p2p_dev);
 938                         return -ENODEV;
 939                 }
 940
 941                 return 0;
 942         } else if ((page[0] == '0' || page[0] == '1') && !iscntrl(page[1])) {
 943                 /*
 944                  * If the user enters a PCI device that  doesn't exist
 945                  * like "0000:01:00.1", we don't want strtobool to think
 946                  * it's a '0' when it's clearly not what the user wanted.
 947                  * So we require 0's and 1's to be exactly one character.
 948                  */
 949         } else if (!strtobool(page, use_p2pdma)) {
 950                 return 0;
 951         }
 952
 953         pr_err("No such PCI device: %.*s\n", (int)strcspn(page, "\n"), page);
 954         return -ENODEV;
 955 }
 956 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_store);
 957
 958 /**
 959  * pci_p2pdma_enable_show - show a configfs/sysfs attribute indicating
 960  *              whether p2pdma is enabled
 961  * @page: contents of the stored value
 962  * @p2p_dev: the selected p2p device (NULL if no device is selected)
 963  * @use_p2pdma: whether p2pdma has been enabled
 964  *
 965  * Attributes that use pci_p2pdma_enable_store() should use this function
 966  * to show the value of the attribute.
 967  *
 968  * Returns 0 on success
 969  */
 970 ssize_t pci_p2pdma_enable_show(char *page, struct pci_dev *p2p_dev,
 971                                bool use_p2pdma)
 972 {
 973         if (!use_p2pdma)
 974                 return sprintf(page, "0\n");
 975
 976         if (!p2p_dev)
 977                 return sprintf(page, "1\n");
 978
 979         return sprintf(page, "%s\n", pci_name(p2p_dev));
 980 }
 981 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_show);