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         struct pci_p2pdma *p2pdma;
  52         size_t size = 0;
  53
  54         rcu_read_lock();
  55         p2pdma = rcu_dereference(pdev->p2pdma);
  56         if (p2pdma && p2pdma->pool)
  57                 size = gen_pool_size(p2pdma->pool);
  58         rcu_read_unlock();
  59
  60         return sysfs_emit(buf, "%zd\n", size);
  61 }
  62 static DEVICE_ATTR_RO(size);
  63
  64 static ssize_t available_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  65                               char *buf)
  66 {
  67         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  68         struct pci_p2pdma *p2pdma;
  69         size_t avail = 0;
  70
  71         rcu_read_lock();
  72         p2pdma = rcu_dereference(pdev->p2pdma);
  73         if (p2pdma && p2pdma->pool)
  74                 avail = gen_pool_avail(p2pdma->pool);
  75         rcu_read_unlock();
  76
  77         return sysfs_emit(buf, "%zd\n", avail);
  78 }
  79 static DEVICE_ATTR_RO(available);
  80
  81 static ssize_t published_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  82                               char *buf)
  83 {
  84         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  85         struct pci_p2pdma *p2pdma;
  86         bool published = false;
  87
  88         rcu_read_lock();
  89         p2pdma = rcu_dereference(pdev->p2pdma);
  90         if (p2pdma)
  91                 published = p2pdma->p2pmem_published;
  92         rcu_read_unlock();
  93
  94         return sysfs_emit(buf, "%d\n", published);
  95 }
  96 static DEVICE_ATTR_RO(published);
  97
  98 static struct attribute *p2pmem_attrs[] = {
  99         &dev_attr_size.attr,
 100         &dev_attr_available.attr,
 101         &dev_attr_published.attr,
 102         NULL,
 103 };
 104
 105 static const struct attribute_group p2pmem_group = {
 106         .attrs = p2pmem_attrs,
 107         .name = "p2pmem",
 108 };
 109
 110 static void pci_p2pdma_release(void *data)
 111 {
 112         struct pci_dev *pdev = data;
 113         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 114
 115         p2pdma = rcu_dereference_protected(pdev->p2pdma, 1);
 116         if (!p2pdma)
 117                 return;
 118
 119         /* Flush and disable pci_alloc_p2p_mem() */
 120         pdev->p2pdma = NULL;
 121         synchronize_rcu();
 122
 123         gen_pool_destroy(p2pdma->pool);
 124         sysfs_remove_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 125         xa_destroy(&p2pdma->map_types);
 126 }
 127
 128 static int pci_p2pdma_setup(struct pci_dev *pdev)
 129 {
 130         int error = -ENOMEM;
 131         struct pci_p2pdma *p2p;
 132
 133         p2p = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p), GFP_KERNEL);
 134         if (!p2p)
 135                 return -ENOMEM;
 136
 137         xa_init(&p2p->map_types);
 138
 139         p2p->pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, dev_to_node(&pdev->dev));
 140         if (!p2p->pool)
 141                 goto out;
 142
 143         error = devm_add_action_or_reset(&pdev->dev, pci_p2pdma_release, pdev);
 144         if (error)
 145                 goto out_pool_destroy;
 146
 147         error = sysfs_create_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 148         if (error)
 149                 goto out_pool_destroy;
 150
 151         rcu_assign_pointer(pdev->p2pdma, p2p);
 152         return 0;
 153
 154 out_pool_destroy:
 155         gen_pool_destroy(p2p->pool);
 156 out:
 157         devm_kfree(&pdev->dev, p2p);
 158         return error;
 159 }
 160
 161 /**
 162  * pci_p2pdma_add_resource - add memory for use as p2p memory
 163  * @pdev: the device to add the memory to
 164  * @bar: PCI BAR to add
 165  * @size: size of the memory to add, may be zero to use the whole BAR
 166  * @offset: offset into the PCI BAR
 167  *
 168  * The memory will be given ZONE_DEVICE struct pages so that it may
 169  * be used with any DMA request.
 170  */
 171 int pci_p2pdma_add_resource(struct pci_dev *pdev, int bar, size_t size,
 172                             u64 offset)
 173 {
 174         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap;
 175         struct dev_pagemap *pgmap;
 176         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 177         void *addr;
 178         int error;
 179
 180         if (!(pci_resource_flags(pdev, bar) & IORESOURCE_MEM))
 181                 return -EINVAL;
 182
 183         if (offset >= pci_resource_len(pdev, bar))
 184                 return -EINVAL;
 185
 186         if (!size)
 187                 size = pci_resource_len(pdev, bar) - offset;
 188
 189         if (size + offset > pci_resource_len(pdev, bar))
 190                 return -EINVAL;
 191
 192         if (!pdev->p2pdma) {
 193                 error = pci_p2pdma_setup(pdev);
 194                 if (error)
 195                         return error;
 196         }
 197
 198         p2p_pgmap = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p_pgmap), GFP_KERNEL);
 199         if (!p2p_pgmap)
 200                 return -ENOMEM;
 201
 202         pgmap = &p2p_pgmap->pgmap;
 203         pgmap->range.start = pci_resource_start(pdev, bar) + offset;
 204         pgmap->range.end = pgmap->range.start + size - 1;
 205         pgmap->nr_range = 1;
 206         pgmap->type = MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
 207
 208         p2p_pgmap->provider = pdev;
 209         p2p_pgmap->bus_offset = pci_bus_address(pdev, bar) -
 210                 pci_resource_start(pdev, bar);
 211
 212         addr = devm_memremap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 213         if (IS_ERR(addr)) {
 214                 error = PTR_ERR(addr);
 215                 goto pgmap_free;
 216         }
 217
 218         p2pdma = rcu_dereference_protected(pdev->p2pdma, 1);
 219         error = gen_pool_add_owner(p2pdma->pool, (unsigned long)addr,
 220                         pci_bus_address(pdev, bar) + offset,
 221                         range_len(&pgmap->range), dev_to_node(&pdev->dev),
 222                         &pgmap->ref);
 223         if (error)
 224                 goto pages_free;
 225
 226         pci_info(pdev, "added peer-to-peer DMA memory %#llx-%#llx\n",
 227                  pgmap->range.start, pgmap->range.end);
 228
 229         return 0;
 230
 231 pages_free:
 232         devm_memunmap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 233 pgmap_free:
 234         devm_kfree(&pdev->dev, pgmap);
 235         return error;
 236 }
 237 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_add_resource);
 238
 239 /*
 240  * Note this function returns the parent PCI device with a
 241  * reference taken. It is the caller's responsibility to drop
 242  * the reference.
 243  */
 244 static struct pci_dev *find_parent_pci_dev(struct device *dev)
 245 {
 246         struct device *parent;
 247
 248         dev = get_device(dev);
 249
 250         while (dev) {
 251                 if (dev_is_pci(dev))
 252                         return to_pci_dev(dev);
 253
 254                 parent = get_device(dev->parent);
 255                 put_device(dev);
 256                 dev = parent;
 257         }
 258
 259         return NULL;
 260 }
 261
 262 /*
 263  * Check if a PCI bridge has its ACS redirection bits set to redirect P2P
 264  * TLPs upstream via ACS. Returns 1 if the packets will be redirected
 265  * upstream, 0 otherwise.
 266  */
 267 static int pci_bridge_has_acs_redir(struct pci_dev *pdev)
 268 {
 269         int pos;
 270         u16 ctrl;
 271
 272         pos = pdev->acs_cap;
 273         if (!pos)
 274                 return 0;
 275
 276         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_ACS_CTRL, &ctrl);
 277
 278         if (ctrl & (PCI_ACS_RR | PCI_ACS_CR | PCI_ACS_EC))
 279                 return 1;
 280
 281         return 0;
 282 }
 283
 284 static void seq_buf_print_bus_devfn(struct seq_buf *buf, struct pci_dev *pdev)
 285 {
 286         if (!buf)
 287                 return;
 288
 289         seq_buf_printf(buf, "%s;", pci_name(pdev));
 290 }
 291
 292 static bool cpu_supports_p2pdma(void)
 293 {
 294 #ifdef CONFIG_X86
 295         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);
 296
 297         /* Any AMD CPU whose family ID is Zen or newer supports p2pdma */
 298         if (c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD && c->x86 >= 0x17)
 299                 return true;
 300 #endif
 301
 302         return false;
 303 }
 304
 305 static const struct pci_p2pdma_whitelist_entry {
 306         unsigned short vendor;
 307         unsigned short device;
 308         enum {
 309                 REQ_SAME_HOST_BRIDGE    = 1 << 0,
 310         } flags;
 311 } pci_p2pdma_whitelist[] = {
 312         /* Intel Xeon E5/Core i7 */
 313         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 314         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 315         /* Intel Xeon E7 v3/Xeon E5 v3/Core i7 */
 316         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 317         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 318         /* Intel SkyLake-E */
 319         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2030, 0},
 320         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2031, 0},
 321         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2032, 0},
 322         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2033, 0},
 323         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2020, 0},
 324         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x09a2, 0},
 325         {}
 326 };
 327
 328 /*
 329  * This lookup function tries to find the PCI device corresponding to a given
 330  * host bridge.
 331  *
 332  * It assumes the host bridge device is the first PCI device in the
 333  * bus->devices list and that the devfn is 00.0. These assumptions should hold
 334  * for all the devices in the whitelist above.
 335  *
 336  * This function is equivalent to pci_get_slot(host->bus, 0), however it does
 337  * not take the pci_bus_sem lock seeing __host_bridge_whitelist() must not
 338  * sleep.
 339  *
 340  * For this to be safe, the caller should hold a reference to a device on the
 341  * bridge, which should ensure the host_bridge device will not be freed
 342  * or removed from the head of the devices list.
 343  */
 344 static struct pci_dev *pci_host_bridge_dev(struct pci_host_bridge *host)
 345 {
 346         struct pci_dev *root;
 347
 348         root = list_first_entry_or_null(&host->bus->devices,
 349                                         struct pci_dev, bus_list);
 350
 351         if (!root)
 352                 return NULL;
 353         if (root->devfn != PCI_DEVFN(0, 0))
 354                 return NULL;
 355
 356         return root;
 357 }
 358
 359 static bool __host_bridge_whitelist(struct pci_host_bridge *host,
 360                                     bool same_host_bridge, bool warn)
 361 {
 362         struct pci_dev *root = pci_host_bridge_dev(host);
 363         const struct pci_p2pdma_whitelist_entry *entry;
 364         unsigned short vendor, device;
 365
 366         if (!root)
 367                 return false;
 368
 369         vendor = root->vendor;
 370         device = root->device;
 371
 372         for (entry = pci_p2pdma_whitelist; entry->vendor; entry++) {
 373                 if (vendor != entry->vendor || device != entry->device)
 374                         continue;
 375                 if (entry->flags & REQ_SAME_HOST_BRIDGE && !same_host_bridge)
 376                         return false;
 377
 378                 return true;
 379         }
 380
 381         if (warn)
 382                 pci_warn(root, "Host bridge not in P2PDMA whitelist: %04x:%04x\n",
 383                          vendor, device);
 384
 385         return false;
 386 }
 387
 388 /*
 389  * If we can't find a common upstream bridge take a look at the root
 390  * complex and compare it to a whitelist of known good hardware.
 391  */
 392 static bool host_bridge_whitelist(struct pci_dev *a, struct pci_dev *b,
 393                                   bool warn)
 394 {
 395         struct pci_host_bridge *host_a = pci_find_host_bridge(a->bus);
 396         struct pci_host_bridge *host_b = pci_find_host_bridge(b->bus);
 397
 398         if (host_a == host_b)
 399                 return __host_bridge_whitelist(host_a, true, warn);
 400
 401         if (__host_bridge_whitelist(host_a, false, warn) &&
 402             __host_bridge_whitelist(host_b, false, warn))
 403                 return true;
 404
 405         return false;
 406 }
 407
 408 static unsigned long map_types_idx(struct pci_dev *client)
 409 {
 410         return (pci_domain_nr(client->bus) << 16) |
 411                 (client->bus->number << 8) | client->devfn;
 412 }
 413
 414 /*
 415  * Calculate the P2PDMA mapping type and distance between two PCI devices.
 416  *
 417  * If the two devices are the same PCI function, return
 418  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR and a distance of 0.
 419  *
 420  * If they are two functions of the same device, return
 421  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR and a distance of 2 (one hop up to the bridge,
 422  * then one hop back down to another function of the same device).
 423  *
 424  * In the case where two devices are connected to the same PCIe switch,
 425  * return a distance of 4. This corresponds to the following PCI tree:
 426  *
 427  *     -+  Root Port
 428  *      \+ Switch Upstream Port
 429  *       +-+ Switch Downstream Port 0
 430  *       + \- Device A
 431  *       \-+ Switch Downstream Port 1
 432  *         \- Device B
 433  *
 434  * The distance is 4 because we traverse from Device A to Downstream Port 0
 435  * to the common Switch Upstream Port, back down to Downstream Port 1 and
 436  * then to Device B. The mapping type returned depends on the ACS
 437  * redirection setting of the ports along the path.
 438  *
 439  * If ACS redirect is set on any port in the path, traffic between the
 440  * devices will go through the host bridge, so return
 441  * PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE; otherwise return
 442  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR.
 443  *
 444  * Any two devices that have a data path that goes through the host bridge
 445  * will consult a whitelist. If the host bridge is in the whitelist, return
 446  * PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE with the distance set to the number of
 447  * ports per above. If the device is not in the whitelist, return
 448  * PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED.
 449  */
 450 static enum pci_p2pdma_map_type
 451 calc_map_type_and_dist(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 452                 int *dist, bool verbose)
 453 {
 454         enum pci_p2pdma_map_type map_type = PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE;
 455         struct pci_dev *a = provider, *b = client, *bb;
 456         bool acs_redirects = false;
 457         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 458         struct seq_buf acs_list;
 459         int acs_cnt = 0;
 460         int dist_a = 0;
 461         int dist_b = 0;
 462         char buf[128];
 463
 464         seq_buf_init(&acs_list, buf, sizeof(buf));
 465
 466         /*
 467          * Note, we don't need to take references to devices returned by
 468          * pci_upstream_bridge() seeing we hold a reference to a child
 469          * device which will already hold a reference to the upstream bridge.
 470          */
 471         while (a) {
 472                 dist_b = 0;
 473
 474                 if (pci_bridge_has_acs_redir(a)) {
 475                         seq_buf_print_bus_devfn(&acs_list, a);
 476                         acs_cnt++;
 477                 }
 478
 479                 bb = b;
 480
 481                 while (bb) {
 482                         if (a == bb)
 483                                 goto check_b_path_acs;
 484
 485                         bb = pci_upstream_bridge(bb);
 486                         dist_b++;
 487                 }
 488
 489                 a = pci_upstream_bridge(a);
 490                 dist_a++;
 491         }
 492
 493         *dist = dist_a + dist_b;
 494         goto map_through_host_bridge;
 495
 496 check_b_path_acs:
 497         bb = b;
 498
 499         while (bb) {
 500                 if (a == bb)
 501                         break;
 502
 503                 if (pci_bridge_has_acs_redir(bb)) {
 504                         seq_buf_print_bus_devfn(&acs_list, bb);
 505                         acs_cnt++;
 506                 }
 507
 508                 bb = pci_upstream_bridge(bb);
 509         }
 510
 511         *dist = dist_a + dist_b;
 512
 513         if (!acs_cnt) {
 514                 map_type = PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR;
 515                 goto done;
 516         }
 517
 518         if (verbose) {
 519                 acs_list.buffer[acs_list.len-1] = 0; /* drop final semicolon */
 520                 pci_warn(client, "ACS redirect is set between the client and provider (%s)\n",
 521                          pci_name(provider));
 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         acs_redirects = true;
 526
 527 map_through_host_bridge:
 528         if (!cpu_supports_p2pdma() &&
 529             !host_bridge_whitelist(provider, client, acs_redirects)) {
 530                 if (verbose)
 531                         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",
 532                                  pci_name(provider));
 533                 map_type = PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 534         }
 535 done:
 536         rcu_read_lock();
 537         p2pdma = rcu_dereference(provider->p2pdma);
 538         if (p2pdma)
 539                 xa_store(&p2pdma->map_types, map_types_idx(client),
 540                          xa_mk_value(map_type), GFP_KERNEL);
 541         rcu_read_unlock();
 542         return map_type;
 543 }
 544
 545 /**
 546  * pci_p2pdma_distance_many - Determine the cumulative distance between
 547  *      a p2pdma provider and the clients in use.
 548  * @provider: p2pdma provider to check against the client list
 549  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 550  * @num_clients: number of clients in the array
 551  * @verbose: if true, print warnings for devices when we return -1
 552  *
 553  * Returns -1 if any of the clients are not compatible, otherwise returns a
 554  * positive number where a lower number is the preferable choice. (If there's
 555  * one client that's the same as the provider it will return 0, which is best
 556  * choice).
 557  *
 558  * "compatible" means the provider and the clients are either all behind
 559  * the same PCI root port or the host bridges connected to each of the devices
 560  * are listed in the 'pci_p2pdma_whitelist'.
 561  */
 562 int pci_p2pdma_distance_many(struct pci_dev *provider, struct device **clients,
 563                              int num_clients, bool verbose)
 564 {
 565         enum pci_p2pdma_map_type map;
 566         bool not_supported = false;
 567         struct pci_dev *pci_client;
 568         int total_dist = 0;
 569         int i, distance;
 570
 571         if (num_clients == 0)
 572                 return -1;
 573
 574         for (i = 0; i < num_clients; i++) {
 575                 pci_client = find_parent_pci_dev(clients[i]);
 576                 if (!pci_client) {
 577                         if (verbose)
 578                                 dev_warn(clients[i],
 579                                          "cannot be used for peer-to-peer DMA as it is not a PCI device\n");
 580                         return -1;
 581                 }
 582
 583                 map = calc_map_type_and_dist(provider, pci_client, &distance,
 584                                              verbose);
 585
 586                 pci_dev_put(pci_client);
 587
 588                 if (map == PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED)
 589                         not_supported = true;
 590
 591                 if (not_supported && !verbose)
 592                         break;
 593
 594                 total_dist += distance;
 595         }
 596
 597         if (not_supported)
 598                 return -1;
 599
 600         return total_dist;
 601 }
 602 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_distance_many);
 603
 604 /**
 605  * pci_has_p2pmem - check if a given PCI device has published any p2pmem
 606  * @pdev: PCI device to check
 607  */
 608 bool pci_has_p2pmem(struct pci_dev *pdev)
 609 {
 610         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 611         bool res;
 612
 613         rcu_read_lock();
 614         p2pdma = rcu_dereference(pdev->p2pdma);
 615         res = p2pdma && p2pdma->p2pmem_published;
 616         rcu_read_unlock();
 617
 618         return res;
 619 }
 620 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_has_p2pmem);
 621
 622 /**
 623  * pci_p2pmem_find_many - find a peer-to-peer DMA memory device compatible with
 624  *      the specified list of clients and shortest distance (as determined
 625  *      by pci_p2pmem_dma())
 626  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 627  * @num_clients: number of client devices in the list
 628  *
 629  * If multiple devices are behind the same switch, the one "closest" to the
 630  * client devices in use will be chosen first. (So if one of the providers is
 631  * the same as one of the clients, that provider will be used ahead of any
 632  * other providers that are unrelated). If multiple providers are an equal
 633  * distance away, one will be chosen at random.
 634  *
 635  * Returns a pointer to the PCI device with a reference taken (use pci_dev_put
 636  * to return the reference) or NULL if no compatible device is found. The
 637  * found provider will also be assigned to the client list.
 638  */
 639 struct pci_dev *pci_p2pmem_find_many(struct device **clients, int num_clients)
 640 {
 641         struct pci_dev *pdev = NULL;
 642         int distance;
 643         int closest_distance = INT_MAX;
 644         struct pci_dev **closest_pdevs;
 645         int dev_cnt = 0;
 646         const int max_devs = PAGE_SIZE / sizeof(*closest_pdevs);
 647         int i;
 648
 649         closest_pdevs = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 650         if (!closest_pdevs)
 651                 return NULL;
 652
 653         while ((pdev = pci_get_device(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, pdev))) {
 654                 if (!pci_has_p2pmem(pdev))
 655                         continue;
 656
 657                 distance = pci_p2pdma_distance_many(pdev, clients,
 658                                                     num_clients, false);
 659                 if (distance < 0 || distance > closest_distance)
 660                         continue;
 661
 662                 if (distance == closest_distance && dev_cnt >= max_devs)
 663                         continue;
 664
 665                 if (distance < closest_distance) {
 666                         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 667                                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 668
 669                         dev_cnt = 0;
 670                         closest_distance = distance;
 671                 }
 672
 673                 closest_pdevs[dev_cnt++] = pci_dev_get(pdev);
 674         }
 675
 676         if (dev_cnt)
 677                 pdev = pci_dev_get(closest_pdevs[prandom_u32_max(dev_cnt)]);
 678
 679         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 680                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 681
 682         kfree(closest_pdevs);
 683         return pdev;
 684 }
 685 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_find_many);
 686
 687 /**
 688  * pci_alloc_p2pmem - allocate peer-to-peer DMA memory
 689  * @pdev: the device to allocate memory from
 690  * @size: number of bytes to allocate
 691  *
 692  * Returns the allocated memory or NULL on error.
 693  */
 694 void *pci_alloc_p2pmem(struct pci_dev *pdev, size_t size)
 695 {
 696         void *ret = NULL;
 697         struct percpu_ref *ref;
 698         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 699
 700         /*
 701          * Pairs with synchronize_rcu() in pci_p2pdma_release() to
 702          * ensure pdev->p2pdma is non-NULL for the duration of the
 703          * read-lock.
 704          */
 705         rcu_read_lock();
 706         p2pdma = rcu_dereference(pdev->p2pdma);
 707         if (unlikely(!p2pdma))
 708                 goto out;
 709
 710         ret = (void *)gen_pool_alloc_owner(p2pdma->pool, size, (void **) &ref);
 711         if (!ret)
 712                 goto out;
 713
 714         if (unlikely(!percpu_ref_tryget_live_rcu(ref))) {
 715                 gen_pool_free(p2pdma->pool, (unsigned long) ret, size);
 716                 ret = NULL;
 717                 goto out;
 718         }
 719 out:
 720         rcu_read_unlock();
 721         return ret;
 722 }
 723 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_alloc_p2pmem);
 724
 725 /**
 726  * pci_free_p2pmem - free peer-to-peer DMA memory
 727  * @pdev: the device the memory was allocated from
 728  * @addr: address of the memory that was allocated
 729  * @size: number of bytes that were allocated
 730  */
 731 void pci_free_p2pmem(struct pci_dev *pdev, void *addr, size_t size)
 732 {
 733         struct percpu_ref *ref;
 734         struct pci_p2pdma *p2pdma = rcu_dereference_protected(pdev->p2pdma, 1);
 735
 736         gen_pool_free_owner(p2pdma->pool, (uintptr_t)addr, size,
 737                         (void **) &ref);
 738         percpu_ref_put(ref);
 739 }
 740 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_free_p2pmem);
 741
 742 /**
 743  * pci_p2pmem_virt_to_bus - return the PCI bus address for a given virtual
 744  *      address obtained with pci_alloc_p2pmem()
 745  * @pdev: the device the memory was allocated from
 746  * @addr: address of the memory that was allocated
 747  */
 748 pci_bus_addr_t pci_p2pmem_virt_to_bus(struct pci_dev *pdev, void *addr)
 749 {
 750         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 751
 752         if (!addr)
 753                 return 0;
 754
 755         p2pdma = rcu_dereference_protected(pdev->p2pdma, 1);
 756         if (!p2pdma)
 757                 return 0;
 758
 759         /*
 760          * Note: when we added the memory to the pool we used the PCI
 761          * bus address as the physical address. So gen_pool_virt_to_phys()
 762          * actually returns the bus address despite the misleading name.
 763          */
 764         return gen_pool_virt_to_phys(p2pdma->pool, (unsigned long)addr);
 765 }
 766 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_virt_to_bus);
 767
 768 /**
 769  * pci_p2pmem_alloc_sgl - allocate peer-to-peer DMA memory in a scatterlist
 770  * @pdev: the device to allocate memory from
 771  * @nents: the number of SG entries in the list
 772  * @length: number of bytes to allocate
 773  *
 774  * Return: %NULL on error or &struct scatterlist pointer and @nents on success
 775  */
 776 struct scatterlist *pci_p2pmem_alloc_sgl(struct pci_dev *pdev,
 777                                          unsigned int *nents, u32 length)
 778 {
 779         struct scatterlist *sg;
 780         void *addr;
 781
 782         sg = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
 783         if (!sg)
 784                 return NULL;
 785
 786         sg_init_table(sg, 1);
 787
 788         addr = pci_alloc_p2pmem(pdev, length);
 789         if (!addr)
 790                 goto out_free_sg;
 791
 792         sg_set_buf(sg, addr, length);
 793         *nents = 1;
 794         return sg;
 795
 796 out_free_sg:
 797         kfree(sg);
 798         return NULL;
 799 }
 800 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_alloc_sgl);
 801
 802 /**
 803  * pci_p2pmem_free_sgl - free a scatterlist allocated by pci_p2pmem_alloc_sgl()
 804  * @pdev: the device to allocate memory from
 805  * @sgl: the allocated scatterlist
 806  */
 807 void pci_p2pmem_free_sgl(struct pci_dev *pdev, struct scatterlist *sgl)
 808 {
 809         struct scatterlist *sg;
 810         int count;
 811
 812         for_each_sg(sgl, sg, INT_MAX, count) {
 813                 if (!sg)
 814                         break;
 815
 816                 pci_free_p2pmem(pdev, sg_virt(sg), sg->length);
 817         }
 818         kfree(sgl);
 819 }
 820 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_free_sgl);
 821
 822 /**
 823  * pci_p2pmem_publish - publish the peer-to-peer DMA memory for use by
 824  *      other devices with pci_p2pmem_find()
 825  * @pdev: the device with peer-to-peer DMA memory to publish
 826  * @publish: set to true to publish the memory, false to unpublish it
 827  *
 828  * Published memory can be used by other PCI device drivers for
 829  * peer-2-peer DMA operations. Non-published memory is reserved for
 830  * exclusive use of the device driver that registers the peer-to-peer
 831  * memory.
 832  */
 833 void pci_p2pmem_publish(struct pci_dev *pdev, bool publish)
 834 {
 835         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 836
 837         rcu_read_lock();
 838         p2pdma = rcu_dereference(pdev->p2pdma);
 839         if (p2pdma)
 840                 p2pdma->p2pmem_published = publish;
 841         rcu_read_unlock();
 842 }
 843 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_publish);
 844
 845 static enum pci_p2pdma_map_type pci_p2pdma_map_type(struct dev_pagemap *pgmap,
 846                                                     struct device *dev)
 847 {
 848         enum pci_p2pdma_map_type type = PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 849         struct pci_dev *provider = to_p2p_pgmap(pgmap)->provider;
 850         struct pci_dev *client;
 851         struct pci_p2pdma *p2pdma;
 852
 853         if (!provider->p2pdma)
 854                 return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 855
 856         if (!dev_is_pci(dev))
 857                 return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 858
 859         client = to_pci_dev(dev);
 860
 861         rcu_read_lock();
 862         p2pdma = rcu_dereference(provider->p2pdma);
 863
 864         if (p2pdma)
 865                 type = xa_to_value(xa_load(&p2pdma->map_types,
 866                                            map_types_idx(client)));
 867         rcu_read_unlock();
 868         return type;
 869 }
 870
 871 static int __pci_p2pdma_map_sg(struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap,
 872                 struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents)
 873 {
 874         struct scatterlist *s;
 875         int i;
 876
 877         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 878                 s->dma_address = sg_phys(s) + p2p_pgmap->bus_offset;
 879                 sg_dma_len(s) = s->length;
 880         }
 881
 882         return nents;
 883 }
 884
 885 /**
 886  * pci_p2pdma_map_sg_attrs - map a PCI peer-to-peer scatterlist for DMA
 887  * @dev: device doing the DMA request
 888  * @sg: scatter list to map
 889  * @nents: elements in the scatterlist
 890  * @dir: DMA direction
 891  * @attrs: DMA attributes passed to dma_map_sg() (if called)
 892  *
 893  * Scatterlists mapped with this function should be unmapped using
 894  * pci_p2pdma_unmap_sg_attrs().
 895  *
 896  * Returns the number of SG entries mapped or 0 on error.
 897  */
 898 int pci_p2pdma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 899                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 900 {
 901         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap =
 902                 to_p2p_pgmap(sg_page(sg)->pgmap);
 903
 904         switch (pci_p2pdma_map_type(sg_page(sg)->pgmap, dev)) {
 905         case PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE:
 906                 return dma_map_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 907         case PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR:
 908                 return __pci_p2pdma_map_sg(p2p_pgmap, dev, sg, nents);
 909         default:
 910                 WARN_ON_ONCE(1);
 911                 return 0;
 912         }
 913 }
 914 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_map_sg_attrs);
 915
 916 /**
 917  * pci_p2pdma_unmap_sg_attrs - unmap a PCI peer-to-peer scatterlist that was
 918  *      mapped with pci_p2pdma_map_sg()
 919  * @dev: device doing the DMA request
 920  * @sg: scatter list to map
 921  * @nents: number of elements returned by pci_p2pdma_map_sg()
 922  * @dir: DMA direction
 923  * @attrs: DMA attributes passed to dma_unmap_sg() (if called)
 924  */
 925 void pci_p2pdma_unmap_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 926                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 927 {
 928         enum pci_p2pdma_map_type map_type;
 929
 930         map_type = pci_p2pdma_map_type(sg_page(sg)->pgmap, dev);
 931
 932         if (map_type == PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE)
 933                 dma_unmap_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 934 }
 935 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_unmap_sg_attrs);
 936
 937 /**
 938  * pci_p2pdma_enable_store - parse a configfs/sysfs attribute store
 939  *              to enable p2pdma
 940  * @page: contents of the value to be stored
 941  * @p2p_dev: returns the PCI device that was selected to be used
 942  *              (if one was specified in the stored value)
 943  * @use_p2pdma: returns whether to enable p2pdma or not
 944  *
 945  * Parses an attribute value to decide whether to enable p2pdma.
 946  * The value can select a PCI device (using its full BDF device
 947  * name) or a boolean (in any format kstrtobool() accepts). A false
 948  * value disables p2pdma, a true value expects the caller
 949  * to automatically find a compatible device and specifying a PCI device
 950  * expects the caller to use the specific provider.
 951  *
 952  * pci_p2pdma_enable_show() should be used as the show operation for
 953  * the attribute.
 954  *
 955  * Returns 0 on success
 956  */
 957 int pci_p2pdma_enable_store(const char *page, struct pci_dev **p2p_dev,
 958                             bool *use_p2pdma)
 959 {
 960         struct device *dev;
 961
 962         dev = bus_find_device_by_name(&pci_bus_type, NULL, page);
 963         if (dev) {
 964                 *use_p2pdma = true;
 965                 *p2p_dev = to_pci_dev(dev);
 966
 967                 if (!pci_has_p2pmem(*p2p_dev)) {
 968                         pci_err(*p2p_dev,
 969                                 "PCI device has no peer-to-peer memory: %s\n",
 970                                 page);
 971                         pci_dev_put(*p2p_dev);
 972                         return -ENODEV;
 973                 }
 974
 975                 return 0;
 976         } else if ((page[0] == '0' || page[0] == '1') && !iscntrl(page[1])) {
 977                 /*
 978                  * If the user enters a PCI device that  doesn't exist
 979                  * like "0000:01:00.1", we don't want kstrtobool to think
 980                  * it's a '0' when it's clearly not what the user wanted.
 981                  * So we require 0's and 1's to be exactly one character.
 982                  */
 983         } else if (!kstrtobool(page, use_p2pdma)) {
 984                 return 0;
 985         }
 986
 987         pr_err("No such PCI device: %.*s\n", (int)strcspn(page, "\n"), page);
 988         return -ENODEV;
 989 }
 990 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_store);
 991
 992 /**
 993  * pci_p2pdma_enable_show - show a configfs/sysfs attribute indicating
 994  *              whether p2pdma is enabled
 995  * @page: contents of the stored value
 996  * @p2p_dev: the selected p2p device (NULL if no device is selected)
 997  * @use_p2pdma: whether p2pdma has been enabled
 998  *
 999  * Attributes that use pci_p2pdma_enable_store() should use this function
1000  * to show the value of the attribute.
1001  *
1002  * Returns 0 on success
1003  */
1004 ssize_t pci_p2pdma_enable_show(char *page, struct pci_dev *p2p_dev,
1005                                bool use_p2pdma)
1006 {
1007         if (!use_p2pdma)
1008                 return sprintf(page, "0\n");
1009
1010         if (!p2p_dev)
1011                 return sprintf(page, "1\n");
1012
1013         return sprintf(page, "%s\n", pci_name(p2p_dev));
1014 }
1015 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_show);