Linux 6.9-rc1
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / irq / msi.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2014 Intel Corp.
4  * Author: Jiang Liu <jiang.liu@linux.intel.com>
5  *
6  * This file is licensed under GPLv2.
7  *
8  * This file contains common code to support Message Signaled Interrupts for
9  * PCI compatible and non PCI compatible devices.
10  */
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <linux/irq.h>
14 #include <linux/irqdomain.h>
15 #include <linux/msi.h>
16 #include <linux/slab.h>
17 #include <linux/sysfs.h>
18 #include <linux/pci.h>
19
20 #include "internals.h"
21
22 /**
23  * struct msi_ctrl - MSI internal management control structure
24  * @domid:      ID of the domain on which management operations should be done
25  * @first:      First (hardware) slot index to operate on
26  * @last:       Last (hardware) slot index to operate on
27  * @nirqs:      The number of Linux interrupts to allocate. Can be larger
28  *              than the range due to PCI/multi-MSI.
29  */
30 struct msi_ctrl {
31         unsigned int                    domid;
32         unsigned int                    first;
33         unsigned int                    last;
34         unsigned int                    nirqs;
35 };
36
37 /* Invalid Xarray index which is outside of any searchable range */
38 #define MSI_XA_MAX_INDEX        (ULONG_MAX - 1)
39 /* The maximum domain size */
40 #define MSI_XA_DOMAIN_SIZE      (MSI_MAX_INDEX + 1)
41
42 static void msi_domain_free_locked(struct device *dev, struct msi_ctrl *ctrl);
43 static unsigned int msi_domain_get_hwsize(struct device *dev, unsigned int domid);
44 static inline int msi_sysfs_create_group(struct device *dev);
45
46
47 /**
48  * msi_alloc_desc - Allocate an initialized msi_desc
49  * @dev:        Pointer to the device for which this is allocated
50  * @nvec:       The number of vectors used in this entry
51  * @affinity:   Optional pointer to an affinity mask array size of @nvec
52  *
53  * If @affinity is not %NULL then an affinity array[@nvec] is allocated
54  * and the affinity masks and flags from @affinity are copied.
55  *
56  * Return: pointer to allocated &msi_desc on success or %NULL on failure
57  */
58 static struct msi_desc *msi_alloc_desc(struct device *dev, int nvec,
59                                        const struct irq_affinity_desc *affinity)
60 {
61         struct msi_desc *desc = kzalloc(sizeof(*desc), GFP_KERNEL);
62
63         if (!desc)
64                 return NULL;
65
66         desc->dev = dev;
67         desc->nvec_used = nvec;
68         if (affinity) {
69                 desc->affinity = kmemdup(affinity, nvec * sizeof(*desc->affinity), GFP_KERNEL);
70                 if (!desc->affinity) {
71                         kfree(desc);
72                         return NULL;
73                 }
74         }
75         return desc;
76 }
77
78 static void msi_free_desc(struct msi_desc *desc)
79 {
80         kfree(desc->affinity);
81         kfree(desc);
82 }
83
84 static int msi_insert_desc(struct device *dev, struct msi_desc *desc,
85                            unsigned int domid, unsigned int index)
86 {
87         struct msi_device_data *md = dev->msi.data;
88         struct xarray *xa = &md->__domains[domid].store;
89         unsigned int hwsize;
90         int ret;
91
92         hwsize = msi_domain_get_hwsize(dev, domid);
93
94         if (index == MSI_ANY_INDEX) {
95                 struct xa_limit limit = { .min = 0, .max = hwsize - 1 };
96                 unsigned int index;
97
98                 /* Let the xarray allocate a free index within the limit */
99                 ret = xa_alloc(xa, &index, desc, limit, GFP_KERNEL);
100                 if (ret)
101                         goto fail;
102
103                 desc->msi_index = index;
104                 return 0;
105         } else {
106                 if (index >= hwsize) {
107                         ret = -ERANGE;
108                         goto fail;
109                 }
110
111                 desc->msi_index = index;
112                 ret = xa_insert(xa, index, desc, GFP_KERNEL);
113                 if (ret)
114                         goto fail;
115                 return 0;
116         }
117 fail:
118         msi_free_desc(desc);
119         return ret;
120 }
121
122 /**
123  * msi_domain_insert_msi_desc - Allocate and initialize a MSI descriptor and
124  *                              insert it at @init_desc->msi_index
125  *
126  * @dev:        Pointer to the device for which the descriptor is allocated
127  * @domid:      The id of the interrupt domain to which the desriptor is added
128  * @init_desc:  Pointer to an MSI descriptor to initialize the new descriptor
129  *
130  * Return: 0 on success or an appropriate failure code.
131  */
132 int msi_domain_insert_msi_desc(struct device *dev, unsigned int domid,
133                                struct msi_desc *init_desc)
134 {
135         struct msi_desc *desc;
136
137         lockdep_assert_held(&dev->msi.data->mutex);
138
139         desc = msi_alloc_desc(dev, init_desc->nvec_used, init_desc->affinity);
140         if (!desc)
141                 return -ENOMEM;
142
143         /* Copy type specific data to the new descriptor. */
144         desc->pci = init_desc->pci;
145
146         return msi_insert_desc(dev, desc, domid, init_desc->msi_index);
147 }
148
149 static bool msi_desc_match(struct msi_desc *desc, enum msi_desc_filter filter)
150 {
151         switch (filter) {
152         case MSI_DESC_ALL:
153                 return true;
154         case MSI_DESC_NOTASSOCIATED:
155                 return !desc->irq;
156         case MSI_DESC_ASSOCIATED:
157                 return !!desc->irq;
158         }
159         WARN_ON_ONCE(1);
160         return false;
161 }
162
163 static bool msi_ctrl_valid(struct device *dev, struct msi_ctrl *ctrl)
164 {
165         unsigned int hwsize;
166
167         if (WARN_ON_ONCE(ctrl->domid >= MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS ||
168                          (dev->msi.domain &&
169                           !dev->msi.data->__domains[ctrl->domid].domain)))
170                 return false;
171
172         hwsize = msi_domain_get_hwsize(dev, ctrl->domid);
173         if (WARN_ON_ONCE(ctrl->first > ctrl->last ||
174                          ctrl->first >= hwsize ||
175                          ctrl->last >= hwsize))
176                 return false;
177         return true;
178 }
179
180 static void msi_domain_free_descs(struct device *dev, struct msi_ctrl *ctrl)
181 {
182         struct msi_desc *desc;
183         struct xarray *xa;
184         unsigned long idx;
185
186         lockdep_assert_held(&dev->msi.data->mutex);
187
188         if (!msi_ctrl_valid(dev, ctrl))
189                 return;
190
191         xa = &dev->msi.data->__domains[ctrl->domid].store;
192         xa_for_each_range(xa, idx, desc, ctrl->first, ctrl->last) {
193                 xa_erase(xa, idx);
194
195                 /* Leak the descriptor when it is still referenced */
196                 if (WARN_ON_ONCE(msi_desc_match(desc, MSI_DESC_ASSOCIATED)))
197                         continue;
198                 msi_free_desc(desc);
199         }
200 }
201
202 /**
203  * msi_domain_free_msi_descs_range - Free a range of MSI descriptors of a device in an irqdomain
204  * @dev:        Device for which to free the descriptors
205  * @domid:      Id of the domain to operate on
206  * @first:      Index to start freeing from (inclusive)
207  * @last:       Last index to be freed (inclusive)
208  */
209 void msi_domain_free_msi_descs_range(struct device *dev, unsigned int domid,
210                                      unsigned int first, unsigned int last)
211 {
212         struct msi_ctrl ctrl = {
213                 .domid  = domid,
214                 .first  = first,
215                 .last   = last,
216         };
217
218         msi_domain_free_descs(dev, &ctrl);
219 }
220
221 /**
222  * msi_domain_add_simple_msi_descs - Allocate and initialize MSI descriptors
223  * @dev:        Pointer to the device for which the descriptors are allocated
224  * @ctrl:       Allocation control struct
225  *
226  * Return: 0 on success or an appropriate failure code.
227  */
228 static int msi_domain_add_simple_msi_descs(struct device *dev, struct msi_ctrl *ctrl)
229 {
230         struct msi_desc *desc;
231         unsigned int idx;
232         int ret;
233
234         lockdep_assert_held(&dev->msi.data->mutex);
235
236         if (!msi_ctrl_valid(dev, ctrl))
237                 return -EINVAL;
238
239         for (idx = ctrl->first; idx <= ctrl->last; idx++) {
240                 desc = msi_alloc_desc(dev, 1, NULL);
241                 if (!desc)
242                         goto fail_mem;
243                 ret = msi_insert_desc(dev, desc, ctrl->domid, idx);
244                 if (ret)
245                         goto fail;
246         }
247         return 0;
248
249 fail_mem:
250         ret = -ENOMEM;
251 fail:
252         msi_domain_free_descs(dev, ctrl);
253         return ret;
254 }
255
256 void __get_cached_msi_msg(struct msi_desc *entry, struct msi_msg *msg)
257 {
258         *msg = entry->msg;
259 }
260
261 void get_cached_msi_msg(unsigned int irq, struct msi_msg *msg)
262 {
263         struct msi_desc *entry = irq_get_msi_desc(irq);
264
265         __get_cached_msi_msg(entry, msg);
266 }
267 EXPORT_SYMBOL_GPL(get_cached_msi_msg);
268
269 static void msi_device_data_release(struct device *dev, void *res)
270 {
271         struct msi_device_data *md = res;
272         int i;
273
274         for (i = 0; i < MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS; i++) {
275                 msi_remove_device_irq_domain(dev, i);
276                 WARN_ON_ONCE(!xa_empty(&md->__domains[i].store));
277                 xa_destroy(&md->__domains[i].store);
278         }
279         dev->msi.data = NULL;
280 }
281
282 /**
283  * msi_setup_device_data - Setup MSI device data
284  * @dev:        Device for which MSI device data should be set up
285  *
286  * Return: 0 on success, appropriate error code otherwise
287  *
288  * This can be called more than once for @dev. If the MSI device data is
289  * already allocated the call succeeds. The allocated memory is
290  * automatically released when the device is destroyed.
291  */
292 int msi_setup_device_data(struct device *dev)
293 {
294         struct msi_device_data *md;
295         int ret, i;
296
297         if (dev->msi.data)
298                 return 0;
299
300         md = devres_alloc(msi_device_data_release, sizeof(*md), GFP_KERNEL);
301         if (!md)
302                 return -ENOMEM;
303
304         ret = msi_sysfs_create_group(dev);
305         if (ret) {
306                 devres_free(md);
307                 return ret;
308         }
309
310         for (i = 0; i < MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS; i++)
311                 xa_init_flags(&md->__domains[i].store, XA_FLAGS_ALLOC);
312
313         /*
314          * If @dev::msi::domain is set and is a global MSI domain, copy the
315          * pointer into the domain array so all code can operate on domain
316          * ids. The NULL pointer check is required to keep the legacy
317          * architecture specific PCI/MSI support working.
318          */
319         if (dev->msi.domain && !irq_domain_is_msi_parent(dev->msi.domain))
320                 md->__domains[MSI_DEFAULT_DOMAIN].domain = dev->msi.domain;
321
322         mutex_init(&md->mutex);
323         dev->msi.data = md;
324         devres_add(dev, md);
325         return 0;
326 }
327
328 /**
329  * msi_lock_descs - Lock the MSI descriptor storage of a device
330  * @dev:        Device to operate on
331  */
332 void msi_lock_descs(struct device *dev)
333 {
334         mutex_lock(&dev->msi.data->mutex);
335 }
336 EXPORT_SYMBOL_GPL(msi_lock_descs);
337
338 /**
339  * msi_unlock_descs - Unlock the MSI descriptor storage of a device
340  * @dev:        Device to operate on
341  */
342 void msi_unlock_descs(struct device *dev)
343 {
344         /* Invalidate the index which was cached by the iterator */
345         dev->msi.data->__iter_idx = MSI_XA_MAX_INDEX;
346         mutex_unlock(&dev->msi.data->mutex);
347 }
348 EXPORT_SYMBOL_GPL(msi_unlock_descs);
349
350 static struct msi_desc *msi_find_desc(struct msi_device_data *md, unsigned int domid,
351                                       enum msi_desc_filter filter)
352 {
353         struct xarray *xa = &md->__domains[domid].store;
354         struct msi_desc *desc;
355
356         xa_for_each_start(xa, md->__iter_idx, desc, md->__iter_idx) {
357                 if (msi_desc_match(desc, filter))
358                         return desc;
359         }
360         md->__iter_idx = MSI_XA_MAX_INDEX;
361         return NULL;
362 }
363
364 /**
365  * msi_domain_first_desc - Get the first MSI descriptor of an irqdomain associated to a device
366  * @dev:        Device to operate on
367  * @domid:      The id of the interrupt domain which should be walked.
368  * @filter:     Descriptor state filter
369  *
370  * Must be called with the MSI descriptor mutex held, i.e. msi_lock_descs()
371  * must be invoked before the call.
372  *
373  * Return: Pointer to the first MSI descriptor matching the search
374  *         criteria, NULL if none found.
375  */
376 struct msi_desc *msi_domain_first_desc(struct device *dev, unsigned int domid,
377                                        enum msi_desc_filter filter)
378 {
379         struct msi_device_data *md = dev->msi.data;
380
381         if (WARN_ON_ONCE(!md || domid >= MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS))
382                 return NULL;
383
384         lockdep_assert_held(&md->mutex);
385
386         md->__iter_idx = 0;
387         return msi_find_desc(md, domid, filter);
388 }
389 EXPORT_SYMBOL_GPL(msi_domain_first_desc);
390
391 /**
392  * msi_next_desc - Get the next MSI descriptor of a device
393  * @dev:        Device to operate on
394  * @domid:      The id of the interrupt domain which should be walked.
395  * @filter:     Descriptor state filter
396  *
397  * The first invocation of msi_next_desc() has to be preceeded by a
398  * successful invocation of __msi_first_desc(). Consecutive invocations are
399  * only valid if the previous one was successful. All these operations have
400  * to be done within the same MSI mutex held region.
401  *
402  * Return: Pointer to the next MSI descriptor matching the search
403  *         criteria, NULL if none found.
404  */
405 struct msi_desc *msi_next_desc(struct device *dev, unsigned int domid,
406                                enum msi_desc_filter filter)
407 {
408         struct msi_device_data *md = dev->msi.data;
409
410         if (WARN_ON_ONCE(!md || domid >= MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS))
411                 return NULL;
412
413         lockdep_assert_held(&md->mutex);
414
415         if (md->__iter_idx >= (unsigned long)MSI_MAX_INDEX)
416                 return NULL;
417
418         md->__iter_idx++;
419         return msi_find_desc(md, domid, filter);
420 }
421 EXPORT_SYMBOL_GPL(msi_next_desc);
422
423 /**
424  * msi_domain_get_virq - Lookup the Linux interrupt number for a MSI index on a interrupt domain
425  * @dev:        Device to operate on
426  * @domid:      Domain ID of the interrupt domain associated to the device
427  * @index:      MSI interrupt index to look for (0-based)
428  *
429  * Return: The Linux interrupt number on success (> 0), 0 if not found
430  */
431 unsigned int msi_domain_get_virq(struct device *dev, unsigned int domid, unsigned int index)
432 {
433         struct msi_desc *desc;
434         unsigned int ret = 0;
435         bool pcimsi = false;
436         struct xarray *xa;
437
438         if (!dev->msi.data)
439                 return 0;
440
441         if (WARN_ON_ONCE(index > MSI_MAX_INDEX || domid >= MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS))
442                 return 0;
443
444         /* This check is only valid for the PCI default MSI domain */
445         if (dev_is_pci(dev) && domid == MSI_DEFAULT_DOMAIN)
446                 pcimsi = to_pci_dev(dev)->msi_enabled;
447
448         msi_lock_descs(dev);
449         xa = &dev->msi.data->__domains[domid].store;
450         desc = xa_load(xa, pcimsi ? 0 : index);
451         if (desc && desc->irq) {
452                 /*
453                  * PCI-MSI has only one descriptor for multiple interrupts.
454                  * PCI-MSIX and platform MSI use a descriptor per
455                  * interrupt.
456                  */
457                 if (pcimsi) {
458                         if (index < desc->nvec_used)
459                                 ret = desc->irq + index;
460                 } else {
461                         ret = desc->irq;
462                 }
463         }
464
465         msi_unlock_descs(dev);
466         return ret;
467 }
468 EXPORT_SYMBOL_GPL(msi_domain_get_virq);
469
470 #ifdef CONFIG_SYSFS
471 static struct attribute *msi_dev_attrs[] = {
472         NULL
473 };
474
475 static const struct attribute_group msi_irqs_group = {
476         .name   = "msi_irqs",
477         .attrs  = msi_dev_attrs,
478 };
479
480 static inline int msi_sysfs_create_group(struct device *dev)
481 {
482         return devm_device_add_group(dev, &msi_irqs_group);
483 }
484
485 static ssize_t msi_mode_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
486                              char *buf)
487 {
488         /* MSI vs. MSIX is per device not per interrupt */
489         bool is_msix = dev_is_pci(dev) ? to_pci_dev(dev)->msix_enabled : false;
490
491         return sysfs_emit(buf, "%s\n", is_msix ? "msix" : "msi");
492 }
493
494 static void msi_sysfs_remove_desc(struct device *dev, struct msi_desc *desc)
495 {
496         struct device_attribute *attrs = desc->sysfs_attrs;
497         int i;
498
499         if (!attrs)
500                 return;
501
502         desc->sysfs_attrs = NULL;
503         for (i = 0; i < desc->nvec_used; i++) {
504                 if (attrs[i].show)
505                         sysfs_remove_file_from_group(&dev->kobj, &attrs[i].attr, msi_irqs_group.name);
506                 kfree(attrs[i].attr.name);
507         }
508         kfree(attrs);
509 }
510
511 static int msi_sysfs_populate_desc(struct device *dev, struct msi_desc *desc)
512 {
513         struct device_attribute *attrs;
514         int ret, i;
515
516         attrs = kcalloc(desc->nvec_used, sizeof(*attrs), GFP_KERNEL);
517         if (!attrs)
518                 return -ENOMEM;
519
520         desc->sysfs_attrs = attrs;
521         for (i = 0; i < desc->nvec_used; i++) {
522                 sysfs_attr_init(&attrs[i].attr);
523                 attrs[i].attr.name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%d", desc->irq + i);
524                 if (!attrs[i].attr.name) {
525                         ret = -ENOMEM;
526                         goto fail;
527                 }
528
529                 attrs[i].attr.mode = 0444;
530                 attrs[i].show = msi_mode_show;
531
532                 ret = sysfs_add_file_to_group(&dev->kobj, &attrs[i].attr, msi_irqs_group.name);
533                 if (ret) {
534                         attrs[i].show = NULL;
535                         goto fail;
536                 }
537         }
538         return 0;
539
540 fail:
541         msi_sysfs_remove_desc(dev, desc);
542         return ret;
543 }
544
545 #if defined(CONFIG_PCI_MSI_ARCH_FALLBACKS) || defined(CONFIG_PCI_XEN)
546 /**
547  * msi_device_populate_sysfs - Populate msi_irqs sysfs entries for a device
548  * @dev:        The device (PCI, platform etc) which will get sysfs entries
549  */
550 int msi_device_populate_sysfs(struct device *dev)
551 {
552         struct msi_desc *desc;
553         int ret;
554
555         msi_for_each_desc(desc, dev, MSI_DESC_ASSOCIATED) {
556                 if (desc->sysfs_attrs)
557                         continue;
558                 ret = msi_sysfs_populate_desc(dev, desc);
559                 if (ret)
560                         return ret;
561         }
562         return 0;
563 }
564
565 /**
566  * msi_device_destroy_sysfs - Destroy msi_irqs sysfs entries for a device
567  * @dev:                The device (PCI, platform etc) for which to remove
568  *                      sysfs entries
569  */
570 void msi_device_destroy_sysfs(struct device *dev)
571 {
572         struct msi_desc *desc;
573
574         msi_for_each_desc(desc, dev, MSI_DESC_ALL)
575                 msi_sysfs_remove_desc(dev, desc);
576 }
577 #endif /* CONFIG_PCI_MSI_ARCH_FALLBACK || CONFIG_PCI_XEN */
578 #else /* CONFIG_SYSFS */
579 static inline int msi_sysfs_create_group(struct device *dev) { return 0; }
580 static inline int msi_sysfs_populate_desc(struct device *dev, struct msi_desc *desc) { return 0; }
581 static inline void msi_sysfs_remove_desc(struct device *dev, struct msi_desc *desc) { }
582 #endif /* !CONFIG_SYSFS */
583
584 static struct irq_domain *msi_get_device_domain(struct device *dev, unsigned int domid)
585 {
586         struct irq_domain *domain;
587
588         lockdep_assert_held(&dev->msi.data->mutex);
589
590         if (WARN_ON_ONCE(domid >= MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS))
591                 return NULL;
592
593         domain = dev->msi.data->__domains[domid].domain;
594         if (!domain)
595                 return NULL;
596
597         if (WARN_ON_ONCE(irq_domain_is_msi_parent(domain)))
598                 return NULL;
599
600         return domain;
601 }
602
603 static unsigned int msi_domain_get_hwsize(struct device *dev, unsigned int domid)
604 {
605         struct msi_domain_info *info;
606         struct irq_domain *domain;
607
608         domain = msi_get_device_domain(dev, domid);
609         if (domain) {
610                 info = domain->host_data;
611                 return info->hwsize;
612         }
613         /* No domain, default to MSI_XA_DOMAIN_SIZE */
614         return MSI_XA_DOMAIN_SIZE;
615 }
616
617 static inline void irq_chip_write_msi_msg(struct irq_data *data,
618                                           struct msi_msg *msg)
619 {
620         data->chip->irq_write_msi_msg(data, msg);
621 }
622
623 static void msi_check_level(struct irq_domain *domain, struct msi_msg *msg)
624 {
625         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
626
627         /*
628          * If the MSI provider has messed with the second message and
629          * not advertized that it is level-capable, signal the breakage.
630          */
631         WARN_ON(!((info->flags & MSI_FLAG_LEVEL_CAPABLE) &&
632                   (info->chip->flags & IRQCHIP_SUPPORTS_LEVEL_MSI)) &&
633                 (msg[1].address_lo || msg[1].address_hi || msg[1].data));
634 }
635
636 /**
637  * msi_domain_set_affinity - Generic affinity setter function for MSI domains
638  * @irq_data:   The irq data associated to the interrupt
639  * @mask:       The affinity mask to set
640  * @force:      Flag to enforce setting (disable online checks)
641  *
642  * Intended to be used by MSI interrupt controllers which are
643  * implemented with hierarchical domains.
644  *
645  * Return: IRQ_SET_MASK_* result code
646  */
647 int msi_domain_set_affinity(struct irq_data *irq_data,
648                             const struct cpumask *mask, bool force)
649 {
650         struct irq_data *parent = irq_data->parent_data;
651         struct msi_msg msg[2] = { [1] = { }, };
652         int ret;
653
654         ret = parent->chip->irq_set_affinity(parent, mask, force);
655         if (ret >= 0 && ret != IRQ_SET_MASK_OK_DONE) {
656                 BUG_ON(irq_chip_compose_msi_msg(irq_data, msg));
657                 msi_check_level(irq_data->domain, msg);
658                 irq_chip_write_msi_msg(irq_data, msg);
659         }
660
661         return ret;
662 }
663
664 static int msi_domain_activate(struct irq_domain *domain,
665                                struct irq_data *irq_data, bool early)
666 {
667         struct msi_msg msg[2] = { [1] = { }, };
668
669         BUG_ON(irq_chip_compose_msi_msg(irq_data, msg));
670         msi_check_level(irq_data->domain, msg);
671         irq_chip_write_msi_msg(irq_data, msg);
672         return 0;
673 }
674
675 static void msi_domain_deactivate(struct irq_domain *domain,
676                                   struct irq_data *irq_data)
677 {
678         struct msi_msg msg[2];
679
680         memset(msg, 0, sizeof(msg));
681         irq_chip_write_msi_msg(irq_data, msg);
682 }
683
684 static int msi_domain_alloc(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
685                             unsigned int nr_irqs, void *arg)
686 {
687         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
688         struct msi_domain_ops *ops = info->ops;
689         irq_hw_number_t hwirq = ops->get_hwirq(info, arg);
690         int i, ret;
691
692         if (irq_find_mapping(domain, hwirq) > 0)
693                 return -EEXIST;
694
695         if (domain->parent) {
696                 ret = irq_domain_alloc_irqs_parent(domain, virq, nr_irqs, arg);
697                 if (ret < 0)
698                         return ret;
699         }
700
701         for (i = 0; i < nr_irqs; i++) {
702                 ret = ops->msi_init(domain, info, virq + i, hwirq + i, arg);
703                 if (ret < 0) {
704                         if (ops->msi_free) {
705                                 for (i--; i > 0; i--)
706                                         ops->msi_free(domain, info, virq + i);
707                         }
708                         irq_domain_free_irqs_top(domain, virq, nr_irqs);
709                         return ret;
710                 }
711         }
712
713         return 0;
714 }
715
716 static void msi_domain_free(struct irq_domain *domain, unsigned int virq,
717                             unsigned int nr_irqs)
718 {
719         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
720         int i;
721
722         if (info->ops->msi_free) {
723                 for (i = 0; i < nr_irqs; i++)
724                         info->ops->msi_free(domain, info, virq + i);
725         }
726         irq_domain_free_irqs_top(domain, virq, nr_irqs);
727 }
728
729 static int msi_domain_translate(struct irq_domain *domain, struct irq_fwspec *fwspec,
730                                 irq_hw_number_t *hwirq, unsigned int *type)
731 {
732         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
733
734         /*
735          * This will catch allocations through the regular irqdomain path except
736          * for MSI domains which really support this, e.g. MBIGEN.
737          */
738         if (!info->ops->msi_translate)
739                 return -ENOTSUPP;
740         return info->ops->msi_translate(domain, fwspec, hwirq, type);
741 }
742
743 static const struct irq_domain_ops msi_domain_ops = {
744         .alloc          = msi_domain_alloc,
745         .free           = msi_domain_free,
746         .activate       = msi_domain_activate,
747         .deactivate     = msi_domain_deactivate,
748         .translate      = msi_domain_translate,
749 };
750
751 static irq_hw_number_t msi_domain_ops_get_hwirq(struct msi_domain_info *info,
752                                                 msi_alloc_info_t *arg)
753 {
754         return arg->hwirq;
755 }
756
757 static int msi_domain_ops_prepare(struct irq_domain *domain, struct device *dev,
758                                   int nvec, msi_alloc_info_t *arg)
759 {
760         memset(arg, 0, sizeof(*arg));
761         return 0;
762 }
763
764 static void msi_domain_ops_set_desc(msi_alloc_info_t *arg,
765                                     struct msi_desc *desc)
766 {
767         arg->desc = desc;
768 }
769
770 static int msi_domain_ops_init(struct irq_domain *domain,
771                                struct msi_domain_info *info,
772                                unsigned int virq, irq_hw_number_t hwirq,
773                                msi_alloc_info_t *arg)
774 {
775         irq_domain_set_hwirq_and_chip(domain, virq, hwirq, info->chip,
776                                       info->chip_data);
777         if (info->handler && info->handler_name) {
778                 __irq_set_handler(virq, info->handler, 0, info->handler_name);
779                 if (info->handler_data)
780                         irq_set_handler_data(virq, info->handler_data);
781         }
782         return 0;
783 }
784
785 static struct msi_domain_ops msi_domain_ops_default = {
786         .get_hwirq              = msi_domain_ops_get_hwirq,
787         .msi_init               = msi_domain_ops_init,
788         .msi_prepare            = msi_domain_ops_prepare,
789         .set_desc               = msi_domain_ops_set_desc,
790 };
791
792 static void msi_domain_update_dom_ops(struct msi_domain_info *info)
793 {
794         struct msi_domain_ops *ops = info->ops;
795
796         if (ops == NULL) {
797                 info->ops = &msi_domain_ops_default;
798                 return;
799         }
800
801         if (!(info->flags & MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS))
802                 return;
803
804         if (ops->get_hwirq == NULL)
805                 ops->get_hwirq = msi_domain_ops_default.get_hwirq;
806         if (ops->msi_init == NULL)
807                 ops->msi_init = msi_domain_ops_default.msi_init;
808         if (ops->msi_prepare == NULL)
809                 ops->msi_prepare = msi_domain_ops_default.msi_prepare;
810         if (ops->set_desc == NULL)
811                 ops->set_desc = msi_domain_ops_default.set_desc;
812 }
813
814 static void msi_domain_update_chip_ops(struct msi_domain_info *info)
815 {
816         struct irq_chip *chip = info->chip;
817
818         BUG_ON(!chip || !chip->irq_mask || !chip->irq_unmask);
819         if (!chip->irq_set_affinity)
820                 chip->irq_set_affinity = msi_domain_set_affinity;
821 }
822
823 static struct irq_domain *__msi_create_irq_domain(struct fwnode_handle *fwnode,
824                                                   struct msi_domain_info *info,
825                                                   unsigned int flags,
826                                                   struct irq_domain *parent)
827 {
828         struct irq_domain *domain;
829
830         if (info->hwsize > MSI_XA_DOMAIN_SIZE)
831                 return NULL;
832
833         /*
834          * Hardware size 0 is valid for backwards compatibility and for
835          * domains which are not backed by a hardware table. Grant the
836          * maximum index space.
837          */
838         if (!info->hwsize)
839                 info->hwsize = MSI_XA_DOMAIN_SIZE;
840
841         msi_domain_update_dom_ops(info);
842         if (info->flags & MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS)
843                 msi_domain_update_chip_ops(info);
844
845         domain = irq_domain_create_hierarchy(parent, flags | IRQ_DOMAIN_FLAG_MSI, 0,
846                                              fwnode, &msi_domain_ops, info);
847
848         if (domain) {
849                 irq_domain_update_bus_token(domain, info->bus_token);
850                 if (info->flags & MSI_FLAG_PARENT_PM_DEV)
851                         domain->pm_dev = parent->pm_dev;
852         }
853
854         return domain;
855 }
856
857 /**
858  * msi_create_irq_domain - Create an MSI interrupt domain
859  * @fwnode:     Optional fwnode of the interrupt controller
860  * @info:       MSI domain info
861  * @parent:     Parent irq domain
862  *
863  * Return: pointer to the created &struct irq_domain or %NULL on failure
864  */
865 struct irq_domain *msi_create_irq_domain(struct fwnode_handle *fwnode,
866                                          struct msi_domain_info *info,
867                                          struct irq_domain *parent)
868 {
869         return __msi_create_irq_domain(fwnode, info, 0, parent);
870 }
871
872 /**
873  * msi_parent_init_dev_msi_info - Delegate initialization of device MSI info down
874  *                                in the domain hierarchy
875  * @dev:                The device for which the domain should be created
876  * @domain:             The domain in the hierarchy this op is being called on
877  * @msi_parent_domain:  The IRQ_DOMAIN_FLAG_MSI_PARENT domain for the child to
878  *                      be created
879  * @msi_child_info:     The MSI domain info of the IRQ_DOMAIN_FLAG_MSI_DEVICE
880  *                      domain to be created
881  *
882  * Return: true on success, false otherwise
883  *
884  * This is the most complex problem of per device MSI domains and the
885  * underlying interrupt domain hierarchy:
886  *
887  * The device domain to be initialized requests the broadest feature set
888  * possible and the underlying domain hierarchy puts restrictions on it.
889  *
890  * That's trivial for a simple parent->child relationship, but it gets
891  * interesting with an intermediate domain: root->parent->child.  The
892  * intermediate 'parent' can expand the capabilities which the 'root'
893  * domain is providing. So that creates a classic hen and egg problem:
894  * Which entity is doing the restrictions/expansions?
895  *
896  * One solution is to let the root domain handle the initialization that's
897  * why there is the @domain and the @msi_parent_domain pointer.
898  */
899 bool msi_parent_init_dev_msi_info(struct device *dev, struct irq_domain *domain,
900                                   struct irq_domain *msi_parent_domain,
901                                   struct msi_domain_info *msi_child_info)
902 {
903         struct irq_domain *parent = domain->parent;
904
905         if (WARN_ON_ONCE(!parent || !parent->msi_parent_ops ||
906                          !parent->msi_parent_ops->init_dev_msi_info))
907                 return false;
908
909         return parent->msi_parent_ops->init_dev_msi_info(dev, parent, msi_parent_domain,
910                                                          msi_child_info);
911 }
912
913 /**
914  * msi_create_device_irq_domain - Create a device MSI interrupt domain
915  * @dev:                Pointer to the device
916  * @domid:              Domain id
917  * @template:           MSI domain info bundle used as template
918  * @hwsize:             Maximum number of MSI table entries (0 if unknown or unlimited)
919  * @domain_data:        Optional pointer to domain specific data which is set in
920  *                      msi_domain_info::data
921  * @chip_data:          Optional pointer to chip specific data which is set in
922  *                      msi_domain_info::chip_data
923  *
924  * Return: True on success, false otherwise
925  *
926  * There is no firmware node required for this interface because the per
927  * device domains are software constructs which are actually closer to the
928  * hardware reality than any firmware can describe them.
929  *
930  * The domain name and the irq chip name for a MSI device domain are
931  * composed by: "$(PREFIX)$(CHIPNAME)-$(DEVNAME)"
932  *
933  * $PREFIX:   Optional prefix provided by the underlying MSI parent domain
934  *            via msi_parent_ops::prefix. If that pointer is NULL the prefix
935  *            is empty.
936  * $CHIPNAME: The name of the irq_chip in @template
937  * $DEVNAME:  The name of the device
938  *
939  * This results in understandable chip names and hardware interrupt numbers
940  * in e.g. /proc/interrupts
941  *
942  * PCI-MSI-0000:00:1c.0     0-edge  Parent domain has no prefix
943  * IR-PCI-MSI-0000:00:1c.4  0-edge  Same with interrupt remapping prefix 'IR-'
944  *
945  * IR-PCI-MSIX-0000:3d:00.0 0-edge  Hardware interrupt numbers reflect
946  * IR-PCI-MSIX-0000:3d:00.0 1-edge  the real MSI-X index on that device
947  * IR-PCI-MSIX-0000:3d:00.0 2-edge
948  *
949  * On IMS domains the hardware interrupt number is either a table entry
950  * index or a purely software managed index but it is guaranteed to be
951  * unique.
952  *
953  * The domain pointer is stored in @dev::msi::data::__irqdomains[]. All
954  * subsequent operations on the domain depend on the domain id.
955  *
956  * The domain is automatically freed when the device is removed via devres
957  * in the context of @dev::msi::data freeing, but it can also be
958  * independently removed via @msi_remove_device_irq_domain().
959  */
960 bool msi_create_device_irq_domain(struct device *dev, unsigned int domid,
961                                   const struct msi_domain_template *template,
962                                   unsigned int hwsize, void *domain_data,
963                                   void *chip_data)
964 {
965         struct irq_domain *domain, *parent = dev->msi.domain;
966         struct fwnode_handle *fwnode, *fwnalloced = NULL;
967         struct msi_domain_template *bundle;
968         const struct msi_parent_ops *pops;
969
970         if (!irq_domain_is_msi_parent(parent))
971                 return false;
972
973         if (domid >= MSI_MAX_DEVICE_IRQDOMAINS)
974                 return false;
975
976         bundle = kmemdup(template, sizeof(*bundle), GFP_KERNEL);
977         if (!bundle)
978                 return false;
979
980         bundle->info.hwsize = hwsize;
981         bundle->info.chip = &bundle->chip;
982         bundle->info.ops = &bundle->ops;
983         bundle->info.data = domain_data;
984         bundle->info.chip_data = chip_data;
985
986         pops = parent->msi_parent_ops;
987         snprintf(bundle->name, sizeof(bundle->name), "%s%s-%s",
988                  pops->prefix ? : "", bundle->chip.name, dev_name(dev));
989         bundle->chip.name = bundle->name;
990
991         /*
992          * Using the device firmware node is required for wire to MSI
993          * device domains so that the existing firmware results in a domain
994          * match.
995          * All other device domains like PCI/MSI use the named firmware
996          * node as they are not guaranteed to have a fwnode. They are never
997          * looked up and always handled in the context of the device.
998          */
999         if (bundle->info.flags & MSI_FLAG_USE_DEV_FWNODE)
1000                 fwnode = dev->fwnode;
1001         else
1002                 fwnode = fwnalloced = irq_domain_alloc_named_fwnode(bundle->name);
1003
1004         if (!fwnode)
1005                 goto free_bundle;
1006
1007         if (msi_setup_device_data(dev))
1008                 goto free_fwnode;
1009
1010         msi_lock_descs(dev);
1011
1012         if (WARN_ON_ONCE(msi_get_device_domain(dev, domid)))
1013                 goto fail;
1014
1015         if (!pops->init_dev_msi_info(dev, parent, parent, &bundle->info))
1016                 goto fail;
1017
1018         domain = __msi_create_irq_domain(fwnode, &bundle->info, IRQ_DOMAIN_FLAG_MSI_DEVICE, parent);
1019         if (!domain)
1020                 goto fail;
1021
1022         domain->dev = dev;
1023         dev->msi.data->__domains[domid].domain = domain;
1024         msi_unlock_descs(dev);
1025         return true;
1026
1027 fail:
1028         msi_unlock_descs(dev);
1029 free_fwnode:
1030         irq_domain_free_fwnode(fwnalloced);
1031 free_bundle:
1032         kfree(bundle);
1033         return false;
1034 }
1035
1036 /**
1037  * msi_remove_device_irq_domain - Free a device MSI interrupt domain
1038  * @dev:        Pointer to the device
1039  * @domid:      Domain id
1040  */
1041 void msi_remove_device_irq_domain(struct device *dev, unsigned int domid)
1042 {
1043         struct fwnode_handle *fwnode = NULL;
1044         struct msi_domain_info *info;
1045         struct irq_domain *domain;
1046
1047         msi_lock_descs(dev);
1048
1049         domain = msi_get_device_domain(dev, domid);
1050
1051         if (!domain || !irq_domain_is_msi_device(domain))
1052                 goto unlock;
1053
1054         dev->msi.data->__domains[domid].domain = NULL;
1055         info = domain->host_data;
1056         if (irq_domain_is_msi_device(domain))
1057                 fwnode = domain->fwnode;
1058         irq_domain_remove(domain);
1059         irq_domain_free_fwnode(fwnode);
1060         kfree(container_of(info, struct msi_domain_template, info));
1061
1062 unlock:
1063         msi_unlock_descs(dev);
1064 }
1065
1066 /**
1067  * msi_match_device_irq_domain - Match a device irq domain against a bus token
1068  * @dev:        Pointer to the device
1069  * @domid:      Domain id
1070  * @bus_token:  Bus token to match against the domain bus token
1071  *
1072  * Return: True if device domain exists and bus tokens match.
1073  */
1074 bool msi_match_device_irq_domain(struct device *dev, unsigned int domid,
1075                                  enum irq_domain_bus_token bus_token)
1076 {
1077         struct msi_domain_info *info;
1078         struct irq_domain *domain;
1079         bool ret = false;
1080
1081         msi_lock_descs(dev);
1082         domain = msi_get_device_domain(dev, domid);
1083         if (domain && irq_domain_is_msi_device(domain)) {
1084                 info = domain->host_data;
1085                 ret = info->bus_token == bus_token;
1086         }
1087         msi_unlock_descs(dev);
1088         return ret;
1089 }
1090
1091 int msi_domain_prepare_irqs(struct irq_domain *domain, struct device *dev,
1092                             int nvec, msi_alloc_info_t *arg)
1093 {
1094         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
1095         struct msi_domain_ops *ops = info->ops;
1096
1097         return ops->msi_prepare(domain, dev, nvec, arg);
1098 }
1099
1100 int msi_domain_populate_irqs(struct irq_domain *domain, struct device *dev,
1101                              int virq_base, int nvec, msi_alloc_info_t *arg)
1102 {
1103         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
1104         struct msi_domain_ops *ops = info->ops;
1105         struct msi_ctrl ctrl = {
1106                 .domid  = MSI_DEFAULT_DOMAIN,
1107                 .first  = virq_base,
1108                 .last   = virq_base + nvec - 1,
1109         };
1110         struct msi_desc *desc;
1111         struct xarray *xa;
1112         int ret, virq;
1113
1114         msi_lock_descs(dev);
1115
1116         if (!msi_ctrl_valid(dev, &ctrl)) {
1117                 ret = -EINVAL;
1118                 goto unlock;
1119         }
1120
1121         ret = msi_domain_add_simple_msi_descs(dev, &ctrl);
1122         if (ret)
1123                 goto unlock;
1124
1125         xa = &dev->msi.data->__domains[ctrl.domid].store;
1126
1127         for (virq = virq_base; virq < virq_base + nvec; virq++) {
1128                 desc = xa_load(xa, virq);
1129                 desc->irq = virq;
1130
1131                 ops->set_desc(arg, desc);
1132                 ret = irq_domain_alloc_irqs_hierarchy(domain, virq, 1, arg);
1133                 if (ret)
1134                         goto fail;
1135
1136                 irq_set_msi_desc(virq, desc);
1137         }
1138         msi_unlock_descs(dev);
1139         return 0;
1140
1141 fail:
1142         for (--virq; virq >= virq_base; virq--) {
1143                 msi_domain_depopulate_descs(dev, virq, 1);
1144                 irq_domain_free_irqs_common(domain, virq, 1);
1145         }
1146         msi_domain_free_descs(dev, &ctrl);
1147 unlock:
1148         msi_unlock_descs(dev);
1149         return ret;
1150 }
1151
1152 void msi_domain_depopulate_descs(struct device *dev, int virq_base, int nvec)
1153 {
1154         struct msi_ctrl ctrl = {
1155                 .domid  = MSI_DEFAULT_DOMAIN,
1156                 .first  = virq_base,
1157                 .last   = virq_base + nvec - 1,
1158         };
1159         struct msi_desc *desc;
1160         struct xarray *xa;
1161         unsigned long idx;
1162
1163         if (!msi_ctrl_valid(dev, &ctrl))
1164                 return;
1165
1166         xa = &dev->msi.data->__domains[ctrl.domid].store;
1167         xa_for_each_range(xa, idx, desc, ctrl.first, ctrl.last)
1168                 desc->irq = 0;
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Carefully check whether the device can use reservation mode. If
1173  * reservation mode is enabled then the early activation will assign a
1174  * dummy vector to the device. If the PCI/MSI device does not support
1175  * masking of the entry then this can result in spurious interrupts when
1176  * the device driver is not absolutely careful. But even then a malfunction
1177  * of the hardware could result in a spurious interrupt on the dummy vector
1178  * and render the device unusable. If the entry can be masked then the core
1179  * logic will prevent the spurious interrupt and reservation mode can be
1180  * used. For now reservation mode is restricted to PCI/MSI.
1181  */
1182 static bool msi_check_reservation_mode(struct irq_domain *domain,
1183                                        struct msi_domain_info *info,
1184                                        struct device *dev)
1185 {
1186         struct msi_desc *desc;
1187
1188         switch(domain->bus_token) {
1189         case DOMAIN_BUS_PCI_MSI:
1190         case DOMAIN_BUS_PCI_DEVICE_MSI:
1191         case DOMAIN_BUS_PCI_DEVICE_MSIX:
1192         case DOMAIN_BUS_VMD_MSI:
1193                 break;
1194         default:
1195                 return false;
1196         }
1197
1198         if (!(info->flags & MSI_FLAG_MUST_REACTIVATE))
1199                 return false;
1200
1201         if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI) && pci_msi_ignore_mask)
1202                 return false;
1203
1204         /*
1205          * Checking the first MSI descriptor is sufficient. MSIX supports
1206          * masking and MSI does so when the can_mask attribute is set.
1207          */
1208         desc = msi_first_desc(dev, MSI_DESC_ALL);
1209         return desc->pci.msi_attrib.is_msix || desc->pci.msi_attrib.can_mask;
1210 }
1211
1212 static int msi_handle_pci_fail(struct irq_domain *domain, struct msi_desc *desc,
1213                                int allocated)
1214 {
1215         switch(domain->bus_token) {
1216         case DOMAIN_BUS_PCI_MSI:
1217         case DOMAIN_BUS_PCI_DEVICE_MSI:
1218         case DOMAIN_BUS_PCI_DEVICE_MSIX:
1219         case DOMAIN_BUS_VMD_MSI:
1220                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PCI_MSI))
1221                         break;
1222                 fallthrough;
1223         default:
1224                 return -ENOSPC;
1225         }
1226
1227         /* Let a failed PCI multi MSI allocation retry */
1228         if (desc->nvec_used > 1)
1229                 return 1;
1230
1231         /* If there was a successful allocation let the caller know */
1232         return allocated ? allocated : -ENOSPC;
1233 }
1234
1235 #define VIRQ_CAN_RESERVE        0x01
1236 #define VIRQ_ACTIVATE           0x02
1237
1238 static int msi_init_virq(struct irq_domain *domain, int virq, unsigned int vflags)
1239 {
1240         struct irq_data *irqd = irq_domain_get_irq_data(domain, virq);
1241         int ret;
1242
1243         if (!(vflags & VIRQ_CAN_RESERVE)) {
1244                 irqd_clr_can_reserve(irqd);
1245
1246                 /*
1247                  * If the interrupt is managed but no CPU is available to
1248                  * service it, shut it down until better times. Note that
1249                  * we only do this on the !RESERVE path as x86 (the only
1250                  * architecture using this flag) deals with this in a
1251                  * different way by using a catch-all vector.
1252                  */
1253                 if ((vflags & VIRQ_ACTIVATE) &&
1254                     irqd_affinity_is_managed(irqd) &&
1255                     !cpumask_intersects(irq_data_get_affinity_mask(irqd),
1256                                         cpu_online_mask)) {
1257                             irqd_set_managed_shutdown(irqd);
1258                             return 0;
1259                     }
1260         }
1261
1262         if (!(vflags & VIRQ_ACTIVATE))
1263                 return 0;
1264
1265         ret = irq_domain_activate_irq(irqd, vflags & VIRQ_CAN_RESERVE);
1266         if (ret)
1267                 return ret;
1268         /*
1269          * If the interrupt uses reservation mode, clear the activated bit
1270          * so request_irq() will assign the final vector.
1271          */
1272         if (vflags & VIRQ_CAN_RESERVE)
1273                 irqd_clr_activated(irqd);
1274         return 0;
1275 }
1276
1277 static int __msi_domain_alloc_irqs(struct device *dev, struct irq_domain *domain,
1278                                    struct msi_ctrl *ctrl)
1279 {
1280         struct xarray *xa = &dev->msi.data->__domains[ctrl->domid].store;
1281         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
1282         struct msi_domain_ops *ops = info->ops;
1283         unsigned int vflags = 0, allocated = 0;
1284         msi_alloc_info_t arg = { };
1285         struct msi_desc *desc;
1286         unsigned long idx;
1287         int i, ret, virq;
1288
1289         ret = msi_domain_prepare_irqs(domain, dev, ctrl->nirqs, &arg);
1290         if (ret)
1291                 return ret;
1292
1293         /*
1294          * This flag is set by the PCI layer as we need to activate
1295          * the MSI entries before the PCI layer enables MSI in the
1296          * card. Otherwise the card latches a random msi message.
1297          */
1298         if (info->flags & MSI_FLAG_ACTIVATE_EARLY)
1299                 vflags |= VIRQ_ACTIVATE;
1300
1301         /*
1302          * Interrupt can use a reserved vector and will not occupy
1303          * a real device vector until the interrupt is requested.
1304          */
1305         if (msi_check_reservation_mode(domain, info, dev))
1306                 vflags |= VIRQ_CAN_RESERVE;
1307
1308         xa_for_each_range(xa, idx, desc, ctrl->first, ctrl->last) {
1309                 if (!msi_desc_match(desc, MSI_DESC_NOTASSOCIATED))
1310                         continue;
1311
1312                 /* This should return -ECONFUSED... */
1313                 if (WARN_ON_ONCE(allocated >= ctrl->nirqs))
1314                         return -EINVAL;
1315
1316                 if (ops->prepare_desc)
1317                         ops->prepare_desc(domain, &arg, desc);
1318
1319                 ops->set_desc(&arg, desc);
1320
1321                 virq = __irq_domain_alloc_irqs(domain, -1, desc->nvec_used,
1322                                                dev_to_node(dev), &arg, false,
1323                                                desc->affinity);
1324                 if (virq < 0)
1325                         return msi_handle_pci_fail(domain, desc, allocated);
1326
1327                 for (i = 0; i < desc->nvec_used; i++) {
1328                         irq_set_msi_desc_off(virq, i, desc);
1329                         irq_debugfs_copy_devname(virq + i, dev);
1330                         ret = msi_init_virq(domain, virq + i, vflags);
1331                         if (ret)
1332                                 return ret;
1333                 }
1334                 if (info->flags & MSI_FLAG_DEV_SYSFS) {
1335                         ret = msi_sysfs_populate_desc(dev, desc);
1336                         if (ret)
1337                                 return ret;
1338                 }
1339                 allocated++;
1340         }
1341         return 0;
1342 }
1343
1344 static int msi_domain_alloc_simple_msi_descs(struct device *dev,
1345                                              struct msi_domain_info *info,
1346                                              struct msi_ctrl *ctrl)
1347 {
1348         if (!(info->flags & MSI_FLAG_ALLOC_SIMPLE_MSI_DESCS))
1349                 return 0;
1350
1351         return msi_domain_add_simple_msi_descs(dev, ctrl);
1352 }
1353
1354 static int __msi_domain_alloc_locked(struct device *dev, struct msi_ctrl *ctrl)
1355 {
1356         struct msi_domain_info *info;
1357         struct msi_domain_ops *ops;
1358         struct irq_domain *domain;
1359         int ret;
1360
1361         if (!msi_ctrl_valid(dev, ctrl))
1362                 return -EINVAL;
1363
1364         domain = msi_get_device_domain(dev, ctrl->domid);
1365         if (!domain)
1366                 return -ENODEV;
1367
1368         info = domain->host_data;
1369
1370         ret = msi_domain_alloc_simple_msi_descs(dev, info, ctrl);
1371         if (ret)
1372                 return ret;
1373
1374         ops = info->ops;
1375         if (ops->domain_alloc_irqs)
1376                 return ops->domain_alloc_irqs(domain, dev, ctrl->nirqs);
1377
1378         return __msi_domain_alloc_irqs(dev, domain, ctrl);
1379 }
1380
1381 static int msi_domain_alloc_locked(struct device *dev, struct msi_ctrl *ctrl)
1382 {
1383         int ret = __msi_domain_alloc_locked(dev, ctrl);
1384
1385         if (ret)
1386                 msi_domain_free_locked(dev, ctrl);
1387         return ret;
1388 }
1389
1390 /**
1391  * msi_domain_alloc_irqs_range_locked - Allocate interrupts from a MSI interrupt domain
1392  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1393  *              are allocated
1394  * @domid:      Id of the interrupt domain to operate on
1395  * @first:      First index to allocate (inclusive)
1396  * @last:       Last index to allocate (inclusive)
1397  *
1398  * Must be invoked from within a msi_lock_descs() / msi_unlock_descs()
1399  * pair. Use this for MSI irqdomains which implement their own descriptor
1400  * allocation/free.
1401  *
1402  * Return: %0 on success or an error code.
1403  */
1404 int msi_domain_alloc_irqs_range_locked(struct device *dev, unsigned int domid,
1405                                        unsigned int first, unsigned int last)
1406 {
1407         struct msi_ctrl ctrl = {
1408                 .domid  = domid,
1409                 .first  = first,
1410                 .last   = last,
1411                 .nirqs  = last + 1 - first,
1412         };
1413
1414         return msi_domain_alloc_locked(dev, &ctrl);
1415 }
1416
1417 /**
1418  * msi_domain_alloc_irqs_range - Allocate interrupts from a MSI interrupt domain
1419  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1420  *              are allocated
1421  * @domid:      Id of the interrupt domain to operate on
1422  * @first:      First index to allocate (inclusive)
1423  * @last:       Last index to allocate (inclusive)
1424  *
1425  * Return: %0 on success or an error code.
1426  */
1427 int msi_domain_alloc_irqs_range(struct device *dev, unsigned int domid,
1428                                 unsigned int first, unsigned int last)
1429 {
1430         int ret;
1431
1432         msi_lock_descs(dev);
1433         ret = msi_domain_alloc_irqs_range_locked(dev, domid, first, last);
1434         msi_unlock_descs(dev);
1435         return ret;
1436 }
1437
1438 /**
1439  * msi_domain_alloc_irqs_all_locked - Allocate all interrupts from a MSI interrupt domain
1440  *
1441  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1442  *              are allocated
1443  * @domid:      Id of the interrupt domain to operate on
1444  * @nirqs:      The number of interrupts to allocate
1445  *
1446  * This function scans all MSI descriptors of the MSI domain and allocates interrupts
1447  * for all unassigned ones. That function is to be used for MSI domain usage where
1448  * the descriptor allocation is handled at the call site, e.g. PCI/MSI[X].
1449  *
1450  * Return: %0 on success or an error code.
1451  */
1452 int msi_domain_alloc_irqs_all_locked(struct device *dev, unsigned int domid, int nirqs)
1453 {
1454         struct msi_ctrl ctrl = {
1455                 .domid  = domid,
1456                 .first  = 0,
1457                 .last   = msi_domain_get_hwsize(dev, domid) - 1,
1458                 .nirqs  = nirqs,
1459         };
1460
1461         return msi_domain_alloc_locked(dev, &ctrl);
1462 }
1463
1464 static struct msi_map __msi_domain_alloc_irq_at(struct device *dev, unsigned int domid,
1465                                                 unsigned int index,
1466                                                 const struct irq_affinity_desc *affdesc,
1467                                                 union msi_instance_cookie *icookie)
1468 {
1469         struct msi_ctrl ctrl = { .domid = domid, .nirqs = 1, };
1470         struct irq_domain *domain;
1471         struct msi_map map = { };
1472         struct msi_desc *desc;
1473         int ret;
1474
1475         domain = msi_get_device_domain(dev, domid);
1476         if (!domain) {
1477                 map.index = -ENODEV;
1478                 return map;
1479         }
1480
1481         desc = msi_alloc_desc(dev, 1, affdesc);
1482         if (!desc) {
1483                 map.index = -ENOMEM;
1484                 return map;
1485         }
1486
1487         if (icookie)
1488                 desc->data.icookie = *icookie;
1489
1490         ret = msi_insert_desc(dev, desc, domid, index);
1491         if (ret) {
1492                 map.index = ret;
1493                 return map;
1494         }
1495
1496         ctrl.first = ctrl.last = desc->msi_index;
1497
1498         ret = __msi_domain_alloc_irqs(dev, domain, &ctrl);
1499         if (ret) {
1500                 map.index = ret;
1501                 msi_domain_free_locked(dev, &ctrl);
1502         } else {
1503                 map.index = desc->msi_index;
1504                 map.virq = desc->irq;
1505         }
1506         return map;
1507 }
1508
1509 /**
1510  * msi_domain_alloc_irq_at - Allocate an interrupt from a MSI interrupt domain at
1511  *                           a given index - or at the next free index
1512  *
1513  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1514  *              are allocated
1515  * @domid:      Id of the interrupt domain to operate on
1516  * @index:      Index for allocation. If @index == %MSI_ANY_INDEX the allocation
1517  *              uses the next free index.
1518  * @affdesc:    Optional pointer to an interrupt affinity descriptor structure
1519  * @icookie:    Optional pointer to a domain specific per instance cookie. If
1520  *              non-NULL the content of the cookie is stored in msi_desc::data.
1521  *              Must be NULL for MSI-X allocations
1522  *
1523  * This requires a MSI interrupt domain which lets the core code manage the
1524  * MSI descriptors.
1525  *
1526  * Return: struct msi_map
1527  *
1528  *      On success msi_map::index contains the allocated index number and
1529  *      msi_map::virq the corresponding Linux interrupt number
1530  *
1531  *      On failure msi_map::index contains the error code and msi_map::virq
1532  *      is %0.
1533  */
1534 struct msi_map msi_domain_alloc_irq_at(struct device *dev, unsigned int domid, unsigned int index,
1535                                        const struct irq_affinity_desc *affdesc,
1536                                        union msi_instance_cookie *icookie)
1537 {
1538         struct msi_map map;
1539
1540         msi_lock_descs(dev);
1541         map = __msi_domain_alloc_irq_at(dev, domid, index, affdesc, icookie);
1542         msi_unlock_descs(dev);
1543         return map;
1544 }
1545
1546 /**
1547  * msi_device_domain_alloc_wired - Allocate a "wired" interrupt on @domain
1548  * @domain:     The domain to allocate on
1549  * @hwirq:      The hardware interrupt number to allocate for
1550  * @type:       The interrupt type
1551  *
1552  * This weirdness supports wire to MSI controllers like MBIGEN.
1553  *
1554  * @hwirq is the hardware interrupt number which is handed in from
1555  * irq_create_fwspec_mapping(). As the wire to MSI domain is sparse, but
1556  * sized in firmware, the hardware interrupt number cannot be used as MSI
1557  * index. For the underlying irq chip the MSI index is irrelevant and
1558  * all it needs is the hardware interrupt number.
1559  *
1560  * To handle this the MSI index is allocated with MSI_ANY_INDEX and the
1561  * hardware interrupt number is stored along with the type information in
1562  * msi_desc::cookie so the underlying interrupt chip and domain code can
1563  * retrieve it.
1564  *
1565  * Return: The Linux interrupt number (> 0) or an error code
1566  */
1567 int msi_device_domain_alloc_wired(struct irq_domain *domain, unsigned int hwirq,
1568                                   unsigned int type)
1569 {
1570         unsigned int domid = MSI_DEFAULT_DOMAIN;
1571         union msi_instance_cookie icookie = { };
1572         struct device *dev = domain->dev;
1573         struct msi_map map = { };
1574
1575         if (WARN_ON_ONCE(!dev || domain->bus_token != DOMAIN_BUS_WIRED_TO_MSI))
1576                 return -EINVAL;
1577
1578         icookie.value = ((u64)type << 32) | hwirq;
1579
1580         msi_lock_descs(dev);
1581         if (WARN_ON_ONCE(msi_get_device_domain(dev, domid) != domain))
1582                 map.index = -EINVAL;
1583         else
1584                 map = __msi_domain_alloc_irq_at(dev, domid, MSI_ANY_INDEX, NULL, &icookie);
1585         msi_unlock_descs(dev);
1586
1587         return map.index >= 0 ? map.virq : map.index;
1588 }
1589
1590 static void __msi_domain_free_irqs(struct device *dev, struct irq_domain *domain,
1591                                    struct msi_ctrl *ctrl)
1592 {
1593         struct xarray *xa = &dev->msi.data->__domains[ctrl->domid].store;
1594         struct msi_domain_info *info = domain->host_data;
1595         struct irq_data *irqd;
1596         struct msi_desc *desc;
1597         unsigned long idx;
1598         int i;
1599
1600         xa_for_each_range(xa, idx, desc, ctrl->first, ctrl->last) {
1601                 /* Only handle MSI entries which have an interrupt associated */
1602                 if (!msi_desc_match(desc, MSI_DESC_ASSOCIATED))
1603                         continue;
1604
1605                 /* Make sure all interrupts are deactivated */
1606                 for (i = 0; i < desc->nvec_used; i++) {
1607                         irqd = irq_domain_get_irq_data(domain, desc->irq + i);
1608                         if (irqd && irqd_is_activated(irqd))
1609                                 irq_domain_deactivate_irq(irqd);
1610                 }
1611
1612                 irq_domain_free_irqs(desc->irq, desc->nvec_used);
1613                 if (info->flags & MSI_FLAG_DEV_SYSFS)
1614                         msi_sysfs_remove_desc(dev, desc);
1615                 desc->irq = 0;
1616         }
1617 }
1618
1619 static void msi_domain_free_locked(struct device *dev, struct msi_ctrl *ctrl)
1620 {
1621         struct msi_domain_info *info;
1622         struct msi_domain_ops *ops;
1623         struct irq_domain *domain;
1624
1625         if (!msi_ctrl_valid(dev, ctrl))
1626                 return;
1627
1628         domain = msi_get_device_domain(dev, ctrl->domid);
1629         if (!domain)
1630                 return;
1631
1632         info = domain->host_data;
1633         ops = info->ops;
1634
1635         if (ops->domain_free_irqs)
1636                 ops->domain_free_irqs(domain, dev);
1637         else
1638                 __msi_domain_free_irqs(dev, domain, ctrl);
1639
1640         if (ops->msi_post_free)
1641                 ops->msi_post_free(domain, dev);
1642
1643         if (info->flags & MSI_FLAG_FREE_MSI_DESCS)
1644                 msi_domain_free_descs(dev, ctrl);
1645 }
1646
1647 /**
1648  * msi_domain_free_irqs_range_locked - Free a range of interrupts from a MSI interrupt domain
1649  *                                     associated to @dev with msi_lock held
1650  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1651  *              are freed
1652  * @domid:      Id of the interrupt domain to operate on
1653  * @first:      First index to free (inclusive)
1654  * @last:       Last index to free (inclusive)
1655  */
1656 void msi_domain_free_irqs_range_locked(struct device *dev, unsigned int domid,
1657                                        unsigned int first, unsigned int last)
1658 {
1659         struct msi_ctrl ctrl = {
1660                 .domid  = domid,
1661                 .first  = first,
1662                 .last   = last,
1663         };
1664         msi_domain_free_locked(dev, &ctrl);
1665 }
1666
1667 /**
1668  * msi_domain_free_irqs_range - Free a range of interrupts from a MSI interrupt domain
1669  *                              associated to @dev
1670  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1671  *              are freed
1672  * @domid:      Id of the interrupt domain to operate on
1673  * @first:      First index to free (inclusive)
1674  * @last:       Last index to free (inclusive)
1675  */
1676 void msi_domain_free_irqs_range(struct device *dev, unsigned int domid,
1677                                 unsigned int first, unsigned int last)
1678 {
1679         msi_lock_descs(dev);
1680         msi_domain_free_irqs_range_locked(dev, domid, first, last);
1681         msi_unlock_descs(dev);
1682 }
1683
1684 /**
1685  * msi_domain_free_irqs_all_locked - Free all interrupts from a MSI interrupt domain
1686  *                                   associated to a device
1687  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1688  *              are freed
1689  * @domid:      The id of the domain to operate on
1690  *
1691  * Must be invoked from within a msi_lock_descs() / msi_unlock_descs()
1692  * pair. Use this for MSI irqdomains which implement their own vector
1693  * allocation.
1694  */
1695 void msi_domain_free_irqs_all_locked(struct device *dev, unsigned int domid)
1696 {
1697         msi_domain_free_irqs_range_locked(dev, domid, 0,
1698                                           msi_domain_get_hwsize(dev, domid) - 1);
1699 }
1700
1701 /**
1702  * msi_domain_free_irqs_all - Free all interrupts from a MSI interrupt domain
1703  *                            associated to a device
1704  * @dev:        Pointer to device struct of the device for which the interrupts
1705  *              are freed
1706  * @domid:      The id of the domain to operate on
1707  */
1708 void msi_domain_free_irqs_all(struct device *dev, unsigned int domid)
1709 {
1710         msi_lock_descs(dev);
1711         msi_domain_free_irqs_all_locked(dev, domid);
1712         msi_unlock_descs(dev);
1713 }
1714
1715 /**
1716  * msi_device_domain_free_wired - Free a wired interrupt in @domain
1717  * @domain:     The domain to free the interrupt on
1718  * @virq:       The Linux interrupt number to free
1719  *
1720  * This is the counterpart of msi_device_domain_alloc_wired() for the
1721  * weird wired to MSI converting domains.
1722  */
1723 void msi_device_domain_free_wired(struct irq_domain *domain, unsigned int virq)
1724 {
1725         struct msi_desc *desc = irq_get_msi_desc(virq);
1726         struct device *dev = domain->dev;
1727
1728         if (WARN_ON_ONCE(!dev || !desc || domain->bus_token != DOMAIN_BUS_WIRED_TO_MSI))
1729                 return;
1730
1731         msi_lock_descs(dev);
1732         if (!WARN_ON_ONCE(msi_get_device_domain(dev, MSI_DEFAULT_DOMAIN) != domain)) {
1733                 msi_domain_free_irqs_range_locked(dev, MSI_DEFAULT_DOMAIN, desc->msi_index,
1734                                                   desc->msi_index);
1735         }
1736         msi_unlock_descs(dev);
1737 }
1738
1739 /**
1740  * msi_get_domain_info - Get the MSI interrupt domain info for @domain
1741  * @domain:     The interrupt domain to retrieve data from
1742  *
1743  * Return: the pointer to the msi_domain_info stored in @domain->host_data.
1744  */
1745 struct msi_domain_info *msi_get_domain_info(struct irq_domain *domain)
1746 {
1747         return (struct msi_domain_info *)domain->host_data;
1748 }
1749
1750 /**
1751  * msi_device_has_isolated_msi - True if the device has isolated MSI
1752  * @dev: The device to check
1753  *
1754  * Isolated MSI means that HW modeled by an irq_domain on the path from the
1755  * initiating device to the CPU will validate that the MSI message specifies an
1756  * interrupt number that the device is authorized to trigger. This must block
1757  * devices from triggering interrupts they are not authorized to trigger.
1758  * Currently authorization means the MSI vector is one assigned to the device.
1759  *
1760  * This is interesting for securing VFIO use cases where a rouge MSI (eg created
1761  * by abusing a normal PCI MemWr DMA) must not allow the VFIO userspace to
1762  * impact outside its security domain, eg userspace triggering interrupts on
1763  * kernel drivers, a VM triggering interrupts on the hypervisor, or a VM
1764  * triggering interrupts on another VM.
1765  */
1766 bool msi_device_has_isolated_msi(struct device *dev)
1767 {
1768         struct irq_domain *domain = dev_get_msi_domain(dev);
1769
1770         for (; domain; domain = domain->parent)
1771                 if (domain->flags & IRQ_DOMAIN_FLAG_ISOLATED_MSI)
1772                         return true;
1773         return arch_is_isolated_msi();
1774 }
1775 EXPORT_SYMBOL_GPL(msi_device_has_isolated_msi);