arch/um/drivers/virt-pci.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2020 Intel Corporation
   4  * Author: Johannes Berg <johannes@sipsolutions.net>
   5  */
   6 #include <linux/module.h>
   7 #include <linux/pci.h>
   8 #include <linux/virtio.h>
   9 #include <linux/virtio_config.h>
  10 #include <linux/logic_iomem.h>
  11 #include <linux/irqdomain.h>
  12 #include <linux/virtio_pcidev.h>
  13 #include <linux/virtio-uml.h>
  14 #include <linux/delay.h>
  15 #include <linux/msi.h>
  16 #include <asm/unaligned.h>
  17 #include <irq_kern.h>
  18
  19 #define MAX_DEVICES 8
  20 #define MAX_MSI_VECTORS 32
  21 #define CFG_SPACE_SIZE 4096
  22
  23 /* for MSI-X we have a 32-bit payload */
  24 #define MAX_IRQ_MSG_SIZE (sizeof(struct virtio_pcidev_msg) + sizeof(u32))
  25 #define NUM_IRQ_MSGS    10
  26
  27 #define HANDLE_NO_FREE(ptr) ((void *)((unsigned long)(ptr) | 1))
  28 #define HANDLE_IS_NO_FREE(ptr) ((unsigned long)(ptr) & 1)
  29
  30 struct um_pci_device {
  31         struct virtio_device *vdev;
  32
  33         /* for now just standard BARs */
  34         u8 resptr[PCI_STD_NUM_BARS];
  35
  36         struct virtqueue *cmd_vq, *irq_vq;
  37
  38 #define UM_PCI_STAT_WAITING     0
  39         unsigned long status;
  40
  41         int irq;
  42 };
  43
  44 struct um_pci_device_reg {
  45         struct um_pci_device *dev;
  46         void __iomem *iomem;
  47 };
  48
  49 static struct pci_host_bridge *bridge;
  50 static DEFINE_MUTEX(um_pci_mtx);
  51 static struct um_pci_device_reg um_pci_devices[MAX_DEVICES];
  52 static struct fwnode_handle *um_pci_fwnode;
  53 static struct irq_domain *um_pci_inner_domain;
  54 static struct irq_domain *um_pci_msi_domain;
  55 static unsigned long um_pci_msi_used[BITS_TO_LONGS(MAX_MSI_VECTORS)];
  56
  57 #define UM_VIRT_PCI_MAXDELAY 40000
  58
  59 struct um_pci_message_buffer {
  60         struct virtio_pcidev_msg hdr;
  61         u8 data[8];
  62 };
  63
  64 static struct um_pci_message_buffer __percpu *um_pci_msg_bufs;
  65
  66 static int um_pci_send_cmd(struct um_pci_device *dev,
  67                            struct virtio_pcidev_msg *cmd,
  68                            unsigned int cmd_size,
  69                            const void *extra, unsigned int extra_size,
  70                            void *out, unsigned int out_size)
  71 {
  72         struct scatterlist out_sg, extra_sg, in_sg;
  73         struct scatterlist *sgs_list[] = {
  74                 [0] = &out_sg,
  75                 [1] = extra ? &extra_sg : &in_sg,
  76                 [2] = extra ? &in_sg : NULL,
  77         };
  78         struct um_pci_message_buffer *buf;
  79         int delay_count = 0;
  80         int ret, len;
  81         bool posted;
  82
  83         if (WARN_ON(cmd_size < sizeof(*cmd) || cmd_size > sizeof(*buf)))
  84                 return -EINVAL;
  85
  86         switch (cmd->op) {
  87         case VIRTIO_PCIDEV_OP_CFG_WRITE:
  88         case VIRTIO_PCIDEV_OP_MMIO_WRITE:
  89         case VIRTIO_PCIDEV_OP_MMIO_MEMSET:
  90                 /* in PCI, writes are posted, so don't wait */
  91                 posted = !out;
  92                 WARN_ON(!posted);
  93                 break;
  94         default:
  95                 posted = false;
  96                 break;
  97         }
  98
  99         buf = get_cpu_var(um_pci_msg_bufs);
 100         memcpy(buf, cmd, cmd_size);
 101
 102         if (posted) {
 103                 u8 *ncmd = kmalloc(cmd_size + extra_size, GFP_ATOMIC);
 104
 105                 if (ncmd) {
 106                         memcpy(ncmd, cmd, cmd_size);
 107                         if (extra)
 108                                 memcpy(ncmd + cmd_size, extra, extra_size);
 109                         cmd = (void *)ncmd;
 110                         cmd_size += extra_size;
 111                         extra = NULL;
 112                         extra_size = 0;
 113                 } else {
 114                         /* try without allocating memory */
 115                         posted = false;
 116                         cmd = (void *)buf;
 117                 }
 118         } else {
 119                 cmd = (void *)buf;
 120         }
 121
 122         sg_init_one(&out_sg, cmd, cmd_size);
 123         if (extra)
 124                 sg_init_one(&extra_sg, extra, extra_size);
 125         if (out)
 126                 sg_init_one(&in_sg, out, out_size);
 127
 128         /* add to internal virtio queue */
 129         ret = virtqueue_add_sgs(dev->cmd_vq, sgs_list,
 130                                 extra ? 2 : 1,
 131                                 out ? 1 : 0,
 132                                 posted ? cmd : HANDLE_NO_FREE(cmd),
 133                                 GFP_ATOMIC);
 134         if (ret)
 135                 goto out;
 136
 137         if (posted) {
 138                 virtqueue_kick(dev->cmd_vq);
 139                 ret = 0;
 140                 goto out;
 141         }
 142
 143         /* kick and poll for getting a response on the queue */
 144         set_bit(UM_PCI_STAT_WAITING, &dev->status);
 145         virtqueue_kick(dev->cmd_vq);
 146
 147         while (1) {
 148                 void *completed = virtqueue_get_buf(dev->cmd_vq, &len);
 149
 150                 if (completed == HANDLE_NO_FREE(cmd))
 151                         break;
 152
 153                 if (completed && !HANDLE_IS_NO_FREE(completed))
 154                         kfree(completed);
 155
 156                 if (WARN_ONCE(virtqueue_is_broken(dev->cmd_vq) ||
 157                               ++delay_count > UM_VIRT_PCI_MAXDELAY,
 158                               "um virt-pci delay: %d", delay_count)) {
 159                         ret = -EIO;
 160                         break;
 161                 }
 162                 udelay(1);
 163         }
 164         clear_bit(UM_PCI_STAT_WAITING, &dev->status);
 165
 166 out:
 167         put_cpu_var(um_pci_msg_bufs);
 168         return ret;
 169 }
 170
 171 static unsigned long um_pci_cfgspace_read(void *priv, unsigned int offset,
 172                                           int size)
 173 {
 174         struct um_pci_device_reg *reg = priv;
 175         struct um_pci_device *dev = reg->dev;
 176         struct virtio_pcidev_msg hdr = {
 177                 .op = VIRTIO_PCIDEV_OP_CFG_READ,
 178                 .size = size,
 179                 .addr = offset,
 180         };
 181         /* buf->data is maximum size - we may only use parts of it */
 182         struct um_pci_message_buffer *buf;
 183         u8 *data;
 184         unsigned long ret = ~0ULL;
 185
 186         if (!dev)
 187                 return ~0ULL;
 188
 189         buf = get_cpu_var(um_pci_msg_bufs);
 190         data = buf->data;
 191
 192         memset(data, 0xff, sizeof(data));
 193
 194         switch (size) {
 195         case 1:
 196         case 2:
 197         case 4:
 198 #ifdef CONFIG_64BIT
 199         case 8:
 200 #endif
 201                 break;
 202         default:
 203                 WARN(1, "invalid config space read size %d\n", size);
 204                 goto out;
 205         }
 206
 207         if (um_pci_send_cmd(dev, &hdr, sizeof(hdr), NULL, 0, data, 8))
 208                 goto out;
 209
 210         switch (size) {
 211         case 1:
 212                 ret = data[0];
 213                 break;
 214         case 2:
 215                 ret = le16_to_cpup((void *)data);
 216                 break;
 217         case 4:
 218                 ret = le32_to_cpup((void *)data);
 219                 break;
 220 #ifdef CONFIG_64BIT
 221         case 8:
 222                 ret = le64_to_cpup((void *)data);
 223                 break;
 224 #endif
 225         default:
 226                 break;
 227         }
 228
 229 out:
 230         put_cpu_var(um_pci_msg_bufs);
 231         return ret;
 232 }
 233
 234 static void um_pci_cfgspace_write(void *priv, unsigned int offset, int size,
 235                                   unsigned long val)
 236 {
 237         struct um_pci_device_reg *reg = priv;
 238         struct um_pci_device *dev = reg->dev;
 239         struct {
 240                 struct virtio_pcidev_msg hdr;
 241                 /* maximum size - we may only use parts of it */
 242                 u8 data[8];
 243         } msg = {
 244                 .hdr = {
 245                         .op = VIRTIO_PCIDEV_OP_CFG_WRITE,
 246                         .size = size,
 247                         .addr = offset,
 248                 },
 249         };
 250
 251         if (!dev)
 252                 return;
 253
 254         switch (size) {
 255         case 1:
 256                 msg.data[0] = (u8)val;
 257                 break;
 258         case 2:
 259                 put_unaligned_le16(val, (void *)msg.data);
 260                 break;
 261         case 4:
 262                 put_unaligned_le32(val, (void *)msg.data);
 263                 break;
 264 #ifdef CONFIG_64BIT
 265         case 8:
 266                 put_unaligned_le64(val, (void *)msg.data);
 267                 break;
 268 #endif
 269         default:
 270                 WARN(1, "invalid config space write size %d\n", size);
 271                 return;
 272         }
 273
 274         WARN_ON(um_pci_send_cmd(dev, &msg.hdr, sizeof(msg), NULL, 0, NULL, 0));
 275 }
 276
 277 static const struct logic_iomem_ops um_pci_device_cfgspace_ops = {
 278         .read = um_pci_cfgspace_read,
 279         .write = um_pci_cfgspace_write,
 280 };
 281
 282 static void um_pci_bar_copy_from(void *priv, void *buffer,
 283                                  unsigned int offset, int size)
 284 {
 285         u8 *resptr = priv;
 286         struct um_pci_device *dev = container_of(resptr - *resptr,
 287                                                  struct um_pci_device,
 288                                                  resptr[0]);
 289         struct virtio_pcidev_msg hdr = {
 290                 .op = VIRTIO_PCIDEV_OP_MMIO_READ,
 291                 .bar = *resptr,
 292                 .size = size,
 293                 .addr = offset,
 294         };
 295
 296         memset(buffer, 0xff, size);
 297
 298         um_pci_send_cmd(dev, &hdr, sizeof(hdr), NULL, 0, buffer, size);
 299 }
 300
 301 static unsigned long um_pci_bar_read(void *priv, unsigned int offset,
 302                                      int size)
 303 {
 304         /* buf->data is maximum size - we may only use parts of it */
 305         struct um_pci_message_buffer *buf;
 306         u8 *data;
 307         unsigned long ret = ~0ULL;
 308
 309         buf = get_cpu_var(um_pci_msg_bufs);
 310         data = buf->data;
 311
 312         switch (size) {
 313         case 1:
 314         case 2:
 315         case 4:
 316 #ifdef CONFIG_64BIT
 317         case 8:
 318 #endif
 319                 break;
 320         default:
 321                 WARN(1, "invalid config space read size %d\n", size);
 322                 goto out;
 323         }
 324
 325         um_pci_bar_copy_from(priv, data, offset, size);
 326
 327         switch (size) {
 328         case 1:
 329                 ret = data[0];
 330                 break;
 331         case 2:
 332                 ret = le16_to_cpup((void *)data);
 333                 break;
 334         case 4:
 335                 ret = le32_to_cpup((void *)data);
 336                 break;
 337 #ifdef CONFIG_64BIT
 338         case 8:
 339                 ret = le64_to_cpup((void *)data);
 340                 break;
 341 #endif
 342         default:
 343                 break;
 344         }
 345
 346 out:
 347         put_cpu_var(um_pci_msg_bufs);
 348         return ret;
 349 }
 350
 351 static void um_pci_bar_copy_to(void *priv, unsigned int offset,
 352                                const void *buffer, int size)
 353 {
 354         u8 *resptr = priv;
 355         struct um_pci_device *dev = container_of(resptr - *resptr,
 356                                                  struct um_pci_device,
 357                                                  resptr[0]);
 358         struct virtio_pcidev_msg hdr = {
 359                 .op = VIRTIO_PCIDEV_OP_MMIO_WRITE,
 360                 .bar = *resptr,
 361                 .size = size,
 362                 .addr = offset,
 363         };
 364
 365         um_pci_send_cmd(dev, &hdr, sizeof(hdr), buffer, size, NULL, 0);
 366 }
 367
 368 static void um_pci_bar_write(void *priv, unsigned int offset, int size,
 369                              unsigned long val)
 370 {
 371         /* maximum size - we may only use parts of it */
 372         u8 data[8];
 373
 374         switch (size) {
 375         case 1:
 376                 data[0] = (u8)val;
 377                 break;
 378         case 2:
 379                 put_unaligned_le16(val, (void *)data);
 380                 break;
 381         case 4:
 382                 put_unaligned_le32(val, (void *)data);
 383                 break;
 384 #ifdef CONFIG_64BIT
 385         case 8:
 386                 put_unaligned_le64(val, (void *)data);
 387                 break;
 388 #endif
 389         default:
 390                 WARN(1, "invalid config space write size %d\n", size);
 391                 return;
 392         }
 393
 394         um_pci_bar_copy_to(priv, offset, data, size);
 395 }
 396
 397 static void um_pci_bar_set(void *priv, unsigned int offset, u8 value, int size)
 398 {
 399         u8 *resptr = priv;
 400         struct um_pci_device *dev = container_of(resptr - *resptr,
 401                                                  struct um_pci_device,
 402                                                  resptr[0]);
 403         struct {
 404                 struct virtio_pcidev_msg hdr;
 405                 u8 data;
 406         } msg = {
 407                 .hdr = {
 408                         .op = VIRTIO_PCIDEV_OP_CFG_WRITE,
 409                         .bar = *resptr,
 410                         .size = size,
 411                         .addr = offset,
 412                 },
 413                 .data = value,
 414         };
 415
 416         um_pci_send_cmd(dev, &msg.hdr, sizeof(msg), NULL, 0, NULL, 0);
 417 }
 418
 419 static const struct logic_iomem_ops um_pci_device_bar_ops = {
 420         .read = um_pci_bar_read,
 421         .write = um_pci_bar_write,
 422         .set = um_pci_bar_set,
 423         .copy_from = um_pci_bar_copy_from,
 424         .copy_to = um_pci_bar_copy_to,
 425 };
 426
 427 static void __iomem *um_pci_map_bus(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
 428                                     int where)
 429 {
 430         struct um_pci_device_reg *dev;
 431         unsigned int busn = bus->number;
 432
 433         if (busn > 0)
 434                 return NULL;
 435
 436         /* not allowing functions for now ... */
 437         if (devfn % 8)
 438                 return NULL;
 439
 440         if (devfn / 8 >= ARRAY_SIZE(um_pci_devices))
 441                 return NULL;
 442
 443         dev = &um_pci_devices[devfn / 8];
 444         if (!dev)
 445                 return NULL;
 446
 447         return (void __iomem *)((unsigned long)dev->iomem + where);
 448 }
 449
 450 static struct pci_ops um_pci_ops = {
 451         .map_bus = um_pci_map_bus,
 452         .read = pci_generic_config_read,
 453         .write = pci_generic_config_write,
 454 };
 455
 456 static void um_pci_rescan(void)
 457 {
 458         pci_lock_rescan_remove();
 459         pci_rescan_bus(bridge->bus);
 460         pci_unlock_rescan_remove();
 461 }
 462
 463 static void um_pci_irq_vq_addbuf(struct virtqueue *vq, void *buf, bool kick)
 464 {
 465         struct scatterlist sg[1];
 466
 467         sg_init_one(sg, buf, MAX_IRQ_MSG_SIZE);
 468         if (virtqueue_add_inbuf(vq, sg, 1, buf, GFP_ATOMIC))
 469                 kfree(buf);
 470         else if (kick)
 471                 virtqueue_kick(vq);
 472 }
 473
 474 static void um_pci_handle_irq_message(struct virtqueue *vq,
 475                                       struct virtio_pcidev_msg *msg)
 476 {
 477         struct virtio_device *vdev = vq->vdev;
 478         struct um_pci_device *dev = vdev->priv;
 479
 480         /* we should properly chain interrupts, but on ARCH=um we don't care */
 481
 482         switch (msg->op) {
 483         case VIRTIO_PCIDEV_OP_INT:
 484                 generic_handle_irq(dev->irq);
 485                 break;
 486         case VIRTIO_PCIDEV_OP_MSI:
 487                 /* our MSI message is just the interrupt number */
 488                 if (msg->size == sizeof(u32))
 489                         generic_handle_irq(le32_to_cpup((void *)msg->data));
 490                 else
 491                         generic_handle_irq(le16_to_cpup((void *)msg->data));
 492                 break;
 493         case VIRTIO_PCIDEV_OP_PME:
 494                 /* nothing to do - we already woke up due to the message */
 495                 break;
 496         default:
 497                 dev_err(&vdev->dev, "unexpected virt-pci message %d\n", msg->op);
 498                 break;
 499         }
 500 }
 501
 502 static void um_pci_cmd_vq_cb(struct virtqueue *vq)
 503 {
 504         struct virtio_device *vdev = vq->vdev;
 505         struct um_pci_device *dev = vdev->priv;
 506         void *cmd;
 507         int len;
 508
 509         if (test_bit(UM_PCI_STAT_WAITING, &dev->status))
 510                 return;
 511
 512         while ((cmd = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
 513                 if (WARN_ON(HANDLE_IS_NO_FREE(cmd)))
 514                         continue;
 515                 kfree(cmd);
 516         }
 517 }
 518
 519 static void um_pci_irq_vq_cb(struct virtqueue *vq)
 520 {
 521         struct virtio_pcidev_msg *msg;
 522         int len;
 523
 524         while ((msg = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
 525                 if (len >= sizeof(*msg))
 526                         um_pci_handle_irq_message(vq, msg);
 527
 528                 /* recycle the message buffer */
 529                 um_pci_irq_vq_addbuf(vq, msg, true);
 530         }
 531 }
 532
 533 static int um_pci_init_vqs(struct um_pci_device *dev)
 534 {
 535         struct virtqueue *vqs[2];
 536         static const char *const names[2] = { "cmd", "irq" };
 537         vq_callback_t *cbs[2] = { um_pci_cmd_vq_cb, um_pci_irq_vq_cb };
 538         int err, i;
 539
 540         err = virtio_find_vqs(dev->vdev, 2, vqs, cbs, names, NULL);
 541         if (err)
 542                 return err;
 543
 544         dev->cmd_vq = vqs[0];
 545         dev->irq_vq = vqs[1];
 546
 547         for (i = 0; i < NUM_IRQ_MSGS; i++) {
 548                 void *msg = kzalloc(MAX_IRQ_MSG_SIZE, GFP_KERNEL);
 549
 550                 if (msg)
 551                         um_pci_irq_vq_addbuf(dev->irq_vq, msg, false);
 552         }
 553
 554         virtqueue_kick(dev->irq_vq);
 555
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 static int um_pci_virtio_probe(struct virtio_device *vdev)
 560 {
 561         struct um_pci_device *dev;
 562         int i, free = -1;
 563         int err = -ENOSPC;
 564
 565         dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
 566         if (!dev)
 567                 return -ENOMEM;
 568
 569         dev->vdev = vdev;
 570         vdev->priv = dev;
 571
 572         mutex_lock(&um_pci_mtx);
 573         for (i = 0; i < MAX_DEVICES; i++) {
 574                 if (um_pci_devices[i].dev)
 575                         continue;
 576                 free = i;
 577                 break;
 578         }
 579
 580         if (free < 0)
 581                 goto error;
 582
 583         err = um_pci_init_vqs(dev);
 584         if (err)
 585                 goto error;
 586
 587         dev->irq = irq_alloc_desc(numa_node_id());
 588         if (dev->irq < 0) {
 589                 err = dev->irq;
 590                 goto error;
 591         }
 592         um_pci_devices[free].dev = dev;
 593         vdev->priv = dev;
 594
 595         mutex_unlock(&um_pci_mtx);
 596
 597         device_set_wakeup_enable(&vdev->dev, true);
 598
 599         /*
 600          * In order to do suspend-resume properly, don't allow VQs
 601          * to be suspended.
 602          */
 603         virtio_uml_set_no_vq_suspend(vdev, true);
 604
 605         um_pci_rescan();
 606         return 0;
 607 error:
 608         mutex_unlock(&um_pci_mtx);
 609         kfree(dev);
 610         return err;
 611 }
 612
 613 static void um_pci_virtio_remove(struct virtio_device *vdev)
 614 {
 615         struct um_pci_device *dev = vdev->priv;
 616         int i;
 617
 618         /* Stop all virtqueues */
 619         vdev->config->reset(vdev);
 620         vdev->config->del_vqs(vdev);
 621
 622         device_set_wakeup_enable(&vdev->dev, false);
 623
 624         mutex_lock(&um_pci_mtx);
 625         for (i = 0; i < MAX_DEVICES; i++) {
 626                 if (um_pci_devices[i].dev != dev)
 627                         continue;
 628                 um_pci_devices[i].dev = NULL;
 629                 irq_free_desc(dev->irq);
 630         }
 631         mutex_unlock(&um_pci_mtx);
 632
 633         um_pci_rescan();
 634
 635         kfree(dev);
 636 }
 637
 638 static struct virtio_device_id id_table[] = {
 639         { CONFIG_UML_PCI_OVER_VIRTIO_DEVICE_ID, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
 640         { 0 },
 641 };
 642 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
 643
 644 static struct virtio_driver um_pci_virtio_driver = {
 645         .driver.name = "virtio-pci",
 646         .driver.owner = THIS_MODULE,
 647         .id_table = id_table,
 648         .probe = um_pci_virtio_probe,
 649         .remove = um_pci_virtio_remove,
 650 };
 651
 652 static struct resource virt_cfgspace_resource = {
 653         .name = "PCI config space",
 654         .start = 0xf0000000 - MAX_DEVICES * CFG_SPACE_SIZE,
 655         .end = 0xf0000000 - 1,
 656         .flags = IORESOURCE_MEM,
 657 };
 658
 659 static long um_pci_map_cfgspace(unsigned long offset, size_t size,
 660                                 const struct logic_iomem_ops **ops,
 661                                 void **priv)
 662 {
 663         if (WARN_ON(size > CFG_SPACE_SIZE || offset % CFG_SPACE_SIZE))
 664                 return -EINVAL;
 665
 666         if (offset / CFG_SPACE_SIZE < MAX_DEVICES) {
 667                 *ops = &um_pci_device_cfgspace_ops;
 668                 *priv = &um_pci_devices[offset / CFG_SPACE_SIZE];
 669                 return 0;
 670         }
 671
 672         WARN(1, "cannot map offset 0x%lx/0x%zx\n", offset, size);
 673         return -ENOENT;
 674 }
 675
 676 static const struct logic_iomem_region_ops um_pci_cfgspace_ops = {
 677         .map = um_pci_map_cfgspace,
 678 };
 679
 680 static struct resource virt_iomem_resource = {
 681         .name = "PCI iomem",
 682         .start = 0xf0000000,
 683         .end = 0xffffffff,
 684         .flags = IORESOURCE_MEM,
 685 };
 686
 687 struct um_pci_map_iomem_data {
 688         unsigned long offset;
 689         size_t size;
 690         const struct logic_iomem_ops **ops;
 691         void **priv;
 692         long ret;
 693 };
 694
 695 static int um_pci_map_iomem_walk(struct pci_dev *pdev, void *_data)
 696 {
 697         struct um_pci_map_iomem_data *data = _data;
 698         struct um_pci_device_reg *reg = &um_pci_devices[pdev->devfn / 8];
 699         struct um_pci_device *dev;
 700         int i;
 701
 702         if (!reg->dev)
 703                 return 0;
 704
 705         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(dev->resptr); i++) {
 706                 struct resource *r = &pdev->resource[i];
 707
 708                 if ((r->flags & IORESOURCE_TYPE_BITS) != IORESOURCE_MEM)
 709                         continue;
 710
 711                 /*
 712                  * must be the whole or part of the resource,
 713                  * not allowed to only overlap
 714                  */
 715                 if (data->offset < r->start || data->offset > r->end)
 716                         continue;
 717                 if (data->offset + data->size - 1 > r->end)
 718                         continue;
 719
 720                 dev = reg->dev;
 721                 *data->ops = &um_pci_device_bar_ops;
 722                 dev->resptr[i] = i;
 723                 *data->priv = &dev->resptr[i];
 724                 data->ret = data->offset - r->start;
 725
 726                 /* no need to continue */
 727                 return 1;
 728         }
 729
 730         return 0;
 731 }
 732
 733 static long um_pci_map_iomem(unsigned long offset, size_t size,
 734                              const struct logic_iomem_ops **ops,
 735                              void **priv)
 736 {
 737         struct um_pci_map_iomem_data data = {
 738                 /* we want the full address here */
 739                 .offset = offset + virt_iomem_resource.start,
 740                 .size = size,
 741                 .ops = ops,
 742                 .priv = priv,
 743                 .ret = -ENOENT,
 744         };
 745
 746         pci_walk_bus(bridge->bus, um_pci_map_iomem_walk, &data);
 747         return data.ret;
 748 }
 749
 750 static const struct logic_iomem_region_ops um_pci_iomem_ops = {
 751         .map = um_pci_map_iomem,
 752 };
 753
 754 static void um_pci_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
 755 {
 756         /*
 757          * This is a very low address and not actually valid 'physical' memory
 758          * in UML, so we can simply map MSI(-X) vectors to there, it cannot be
 759          * legitimately written to by the device in any other way.
 760          * We use the (virtual) IRQ number here as the message to simplify the
 761          * code that receives the message, where for now we simply trust the
 762          * device to send the correct message.
 763          */
 764         msg->address_hi = 0;
 765         msg->address_lo = 0xa0000;
 766         msg->data = data->irq;
 767 }
 768
 769 static struct irq_chip um_pci_msi_bottom_irq_chip = {
 770         .name = "UM virtio MSI",
 771         .irq_compose_msi_msg = um_pci_compose_msi_msg,
 772 };
 773
 774 static int um_pci_inner_domain_alloc(struct irq_domain *domain,
 775                                      unsigned int virq, unsigned int nr_irqs,
 776                                      void *args)
 777 {
 778         unsigned long bit;
 779
 780         WARN_ON(nr_irqs != 1);
 781
 782         mutex_lock(&um_pci_mtx);
 783         bit = find_first_zero_bit(um_pci_msi_used, MAX_MSI_VECTORS);
 784         if (bit >= MAX_MSI_VECTORS) {
 785                 mutex_unlock(&um_pci_mtx);
 786                 return -ENOSPC;
 787         }
 788
 789         set_bit(bit, um_pci_msi_used);
 790         mutex_unlock(&um_pci_mtx);
 791
 792         irq_domain_set_info(domain, virq, bit, &um_pci_msi_bottom_irq_chip,
 793                             domain->host_data, handle_simple_irq,
 794                             NULL, NULL);
 795
 796         return 0;
 797 }
 798
 799 static void um_pci_inner_domain_free(struct irq_domain *domain,
 800                                      unsigned int virq, unsigned int nr_irqs)
 801 {
 802         struct irq_data *d = irq_domain_get_irq_data(domain, virq);
 803
 804         mutex_lock(&um_pci_mtx);
 805
 806         if (!test_bit(d->hwirq, um_pci_msi_used))
 807                 pr_err("trying to free unused MSI#%lu\n", d->hwirq);
 808         else
 809                 __clear_bit(d->hwirq, um_pci_msi_used);
 810
 811         mutex_unlock(&um_pci_mtx);
 812 }
 813
 814 static const struct irq_domain_ops um_pci_inner_domain_ops = {
 815         .alloc = um_pci_inner_domain_alloc,
 816         .free = um_pci_inner_domain_free,
 817 };
 818
 819 static struct irq_chip um_pci_msi_irq_chip = {
 820         .name = "UM virtio PCIe MSI",
 821         .irq_mask = pci_msi_mask_irq,
 822         .irq_unmask = pci_msi_unmask_irq,
 823 };
 824
 825 static struct msi_domain_info um_pci_msi_domain_info = {
 826         .flags  = MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS |
 827                   MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS |
 828                   MSI_FLAG_PCI_MSIX,
 829         .chip   = &um_pci_msi_irq_chip,
 830 };
 831
 832 static struct resource busn_resource = {
 833         .name   = "PCI busn",
 834         .start  = 0,
 835         .end    = 0,
 836         .flags  = IORESOURCE_BUS,
 837 };
 838
 839 static int um_pci_map_irq(const struct pci_dev *pdev, u8 slot, u8 pin)
 840 {
 841         struct um_pci_device_reg *reg = &um_pci_devices[pdev->devfn / 8];
 842
 843         if (WARN_ON(!reg->dev))
 844                 return -EINVAL;
 845
 846         /* Yes, we map all pins to the same IRQ ... doesn't matter for now. */
 847         return reg->dev->irq;
 848 }
 849
 850 void *pci_root_bus_fwnode(struct pci_bus *bus)
 851 {
 852         return um_pci_fwnode;
 853 }
 854
 855 static int um_pci_init(void)
 856 {
 857         int err, i;
 858
 859         WARN_ON(logic_iomem_add_region(&virt_cfgspace_resource,
 860                                        &um_pci_cfgspace_ops));
 861         WARN_ON(logic_iomem_add_region(&virt_iomem_resource,
 862                                        &um_pci_iomem_ops));
 863
 864         if (WARN(CONFIG_UML_PCI_OVER_VIRTIO_DEVICE_ID < 0,
 865                  "No virtio device ID configured for PCI - no PCI support\n"))
 866                 return 0;
 867
 868         um_pci_msg_bufs = alloc_percpu(struct um_pci_message_buffer);
 869         if (!um_pci_msg_bufs)
 870                 return -ENOMEM;
 871
 872         bridge = pci_alloc_host_bridge(0);
 873         if (!bridge) {
 874                 err = -ENOMEM;
 875                 goto free;
 876         }
 877
 878         um_pci_fwnode = irq_domain_alloc_named_fwnode("um-pci");
 879         if (!um_pci_fwnode) {
 880                 err = -ENOMEM;
 881                 goto free;
 882         }
 883
 884         um_pci_inner_domain = __irq_domain_add(um_pci_fwnode, MAX_MSI_VECTORS,
 885                                                MAX_MSI_VECTORS, 0,
 886                                                &um_pci_inner_domain_ops, NULL);
 887         if (!um_pci_inner_domain) {
 888                 err = -ENOMEM;
 889                 goto free;
 890         }
 891
 892         um_pci_msi_domain = pci_msi_create_irq_domain(um_pci_fwnode,
 893                                                       &um_pci_msi_domain_info,
 894                                                       um_pci_inner_domain);
 895         if (!um_pci_msi_domain) {
 896                 err = -ENOMEM;
 897                 goto free;
 898         }
 899
 900         pci_add_resource(&bridge->windows, &virt_iomem_resource);
 901         pci_add_resource(&bridge->windows, &busn_resource);
 902         bridge->ops = &um_pci_ops;
 903         bridge->map_irq = um_pci_map_irq;
 904
 905         for (i = 0; i < MAX_DEVICES; i++) {
 906                 resource_size_t start;
 907
 908                 start = virt_cfgspace_resource.start + i * CFG_SPACE_SIZE;
 909                 um_pci_devices[i].iomem = ioremap(start, CFG_SPACE_SIZE);
 910                 if (WARN(!um_pci_devices[i].iomem, "failed to map %d\n", i)) {
 911                         err = -ENOMEM;
 912                         goto free;
 913                 }
 914         }
 915
 916         err = pci_host_probe(bridge);
 917         if (err)
 918                 goto free;
 919
 920         err = register_virtio_driver(&um_pci_virtio_driver);
 921         if (err)
 922                 goto free;
 923         return 0;
 924 free:
 925         if (um_pci_inner_domain)
 926                 irq_domain_remove(um_pci_inner_domain);
 927         if (um_pci_fwnode)
 928                 irq_domain_free_fwnode(um_pci_fwnode);
 929         if (bridge) {
 930                 pci_free_resource_list(&bridge->windows);
 931                 pci_free_host_bridge(bridge);
 932         }
 933         free_percpu(um_pci_msg_bufs);
 934         return err;
 935 }
 936 module_init(um_pci_init);
 937
 938 static void um_pci_exit(void)
 939 {
 940         unregister_virtio_driver(&um_pci_virtio_driver);
 941         irq_domain_remove(um_pci_msi_domain);
 942         irq_domain_remove(um_pci_inner_domain);
 943         pci_free_resource_list(&bridge->windows);
 944         pci_free_host_bridge(bridge);
 945         free_percpu(um_pci_msg_bufs);
 946 }
 947 module_exit(um_pci_exit);