Merge tag 'libnvdimm-for-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/nvdim...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / cxl / pci.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /* Copyright(c) 2020 Intel Corporation. All rights reserved. */
3 #include <uapi/linux/cxl_mem.h>
4 #include <linux/security.h>
5 #include <linux/debugfs.h>
6 #include <linux/module.h>
7 #include <linux/sizes.h>
8 #include <linux/mutex.h>
9 #include <linux/list.h>
10 #include <linux/cdev.h>
11 #include <linux/idr.h>
12 #include <linux/pci.h>
13 #include <linux/io.h>
14 #include <linux/io-64-nonatomic-lo-hi.h>
15 #include "pci.h"
16 #include "cxl.h"
17 #include "mem.h"
18
19 /**
20  * DOC: cxl pci
21  *
22  * This implements the PCI exclusive functionality for a CXL device as it is
23  * defined by the Compute Express Link specification. CXL devices may surface
24  * certain functionality even if it isn't CXL enabled.
25  *
26  * The driver has several responsibilities, mainly:
27  *  - Create the memX device and register on the CXL bus.
28  *  - Enumerate device's register interface and map them.
29  *  - Probe the device attributes to establish sysfs interface.
30  *  - Provide an IOCTL interface to userspace to communicate with the device for
31  *    things like firmware update.
32  */
33
34 #define cxl_doorbell_busy(cxlm)                                                \
35         (readl((cxlm)->regs.mbox + CXLDEV_MBOX_CTRL_OFFSET) &                  \
36          CXLDEV_MBOX_CTRL_DOORBELL)
37
38 /* CXL 2.0 - 8.2.8.4 */
39 #define CXL_MAILBOX_TIMEOUT_MS (2 * HZ)
40
41 enum opcode {
42         CXL_MBOX_OP_INVALID             = 0x0000,
43         CXL_MBOX_OP_RAW                 = CXL_MBOX_OP_INVALID,
44         CXL_MBOX_OP_GET_FW_INFO         = 0x0200,
45         CXL_MBOX_OP_ACTIVATE_FW         = 0x0202,
46         CXL_MBOX_OP_GET_SUPPORTED_LOGS  = 0x0400,
47         CXL_MBOX_OP_GET_LOG             = 0x0401,
48         CXL_MBOX_OP_IDENTIFY            = 0x4000,
49         CXL_MBOX_OP_GET_PARTITION_INFO  = 0x4100,
50         CXL_MBOX_OP_SET_PARTITION_INFO  = 0x4101,
51         CXL_MBOX_OP_GET_LSA             = 0x4102,
52         CXL_MBOX_OP_SET_LSA             = 0x4103,
53         CXL_MBOX_OP_GET_HEALTH_INFO     = 0x4200,
54         CXL_MBOX_OP_GET_ALERT_CONFIG    = 0x4201,
55         CXL_MBOX_OP_SET_ALERT_CONFIG    = 0x4202,
56         CXL_MBOX_OP_GET_SHUTDOWN_STATE  = 0x4203,
57         CXL_MBOX_OP_SET_SHUTDOWN_STATE  = 0x4204,
58         CXL_MBOX_OP_GET_POISON          = 0x4300,
59         CXL_MBOX_OP_INJECT_POISON       = 0x4301,
60         CXL_MBOX_OP_CLEAR_POISON        = 0x4302,
61         CXL_MBOX_OP_GET_SCAN_MEDIA_CAPS = 0x4303,
62         CXL_MBOX_OP_SCAN_MEDIA          = 0x4304,
63         CXL_MBOX_OP_GET_SCAN_MEDIA      = 0x4305,
64         CXL_MBOX_OP_MAX                 = 0x10000
65 };
66
67 /**
68  * struct mbox_cmd - A command to be submitted to hardware.
69  * @opcode: (input) The command set and command submitted to hardware.
70  * @payload_in: (input) Pointer to the input payload.
71  * @payload_out: (output) Pointer to the output payload. Must be allocated by
72  *               the caller.
73  * @size_in: (input) Number of bytes to load from @payload_in.
74  * @size_out: (input) Max number of bytes loaded into @payload_out.
75  *            (output) Number of bytes generated by the device. For fixed size
76  *            outputs commands this is always expected to be deterministic. For
77  *            variable sized output commands, it tells the exact number of bytes
78  *            written.
79  * @return_code: (output) Error code returned from hardware.
80  *
81  * This is the primary mechanism used to send commands to the hardware.
82  * All the fields except @payload_* correspond exactly to the fields described in
83  * Command Register section of the CXL 2.0 8.2.8.4.5. @payload_in and
84  * @payload_out are written to, and read from the Command Payload Registers
85  * defined in CXL 2.0 8.2.8.4.8.
86  */
87 struct mbox_cmd {
88         u16 opcode;
89         void *payload_in;
90         void *payload_out;
91         size_t size_in;
92         size_t size_out;
93         u16 return_code;
94 #define CXL_MBOX_SUCCESS 0
95 };
96
97 static int cxl_mem_major;
98 static DEFINE_IDA(cxl_memdev_ida);
99 static DECLARE_RWSEM(cxl_memdev_rwsem);
100 static struct dentry *cxl_debugfs;
101 static bool cxl_raw_allow_all;
102
103 enum {
104         CEL_UUID,
105         VENDOR_DEBUG_UUID,
106 };
107
108 /* See CXL 2.0 Table 170. Get Log Input Payload */
109 static const uuid_t log_uuid[] = {
110         [CEL_UUID] = UUID_INIT(0xda9c0b5, 0xbf41, 0x4b78, 0x8f, 0x79, 0x96,
111                                0xb1, 0x62, 0x3b, 0x3f, 0x17),
112         [VENDOR_DEBUG_UUID] = UUID_INIT(0xe1819d9, 0x11a9, 0x400c, 0x81, 0x1f,
113                                         0xd6, 0x07, 0x19, 0x40, 0x3d, 0x86),
114 };
115
116 /**
117  * struct cxl_mem_command - Driver representation of a memory device command
118  * @info: Command information as it exists for the UAPI
119  * @opcode: The actual bits used for the mailbox protocol
120  * @flags: Set of flags effecting driver behavior.
121  *
122  *  * %CXL_CMD_FLAG_FORCE_ENABLE: In cases of error, commands with this flag
123  *    will be enabled by the driver regardless of what hardware may have
124  *    advertised.
125  *
126  * The cxl_mem_command is the driver's internal representation of commands that
127  * are supported by the driver. Some of these commands may not be supported by
128  * the hardware. The driver will use @info to validate the fields passed in by
129  * the user then submit the @opcode to the hardware.
130  *
131  * See struct cxl_command_info.
132  */
133 struct cxl_mem_command {
134         struct cxl_command_info info;
135         enum opcode opcode;
136         u32 flags;
137 #define CXL_CMD_FLAG_NONE 0
138 #define CXL_CMD_FLAG_FORCE_ENABLE BIT(0)
139 };
140
141 #define CXL_CMD(_id, sin, sout, _flags)                                        \
142         [CXL_MEM_COMMAND_ID_##_id] = {                                         \
143         .info = {                                                              \
144                         .id = CXL_MEM_COMMAND_ID_##_id,                        \
145                         .size_in = sin,                                        \
146                         .size_out = sout,                                      \
147                 },                                                             \
148         .opcode = CXL_MBOX_OP_##_id,                                           \
149         .flags = _flags,                                                       \
150         }
151
152 /*
153  * This table defines the supported mailbox commands for the driver. This table
154  * is made up of a UAPI structure. Non-negative values as parameters in the
155  * table will be validated against the user's input. For example, if size_in is
156  * 0, and the user passed in 1, it is an error.
157  */
158 static struct cxl_mem_command mem_commands[CXL_MEM_COMMAND_ID_MAX] = {
159         CXL_CMD(IDENTIFY, 0, 0x43, CXL_CMD_FLAG_FORCE_ENABLE),
160 #ifdef CONFIG_CXL_MEM_RAW_COMMANDS
161         CXL_CMD(RAW, ~0, ~0, 0),
162 #endif
163         CXL_CMD(GET_SUPPORTED_LOGS, 0, ~0, CXL_CMD_FLAG_FORCE_ENABLE),
164         CXL_CMD(GET_FW_INFO, 0, 0x50, 0),
165         CXL_CMD(GET_PARTITION_INFO, 0, 0x20, 0),
166         CXL_CMD(GET_LSA, 0x8, ~0, 0),
167         CXL_CMD(GET_HEALTH_INFO, 0, 0x12, 0),
168         CXL_CMD(GET_LOG, 0x18, ~0, CXL_CMD_FLAG_FORCE_ENABLE),
169         CXL_CMD(SET_PARTITION_INFO, 0x0a, 0, 0),
170         CXL_CMD(SET_LSA, ~0, 0, 0),
171         CXL_CMD(GET_ALERT_CONFIG, 0, 0x10, 0),
172         CXL_CMD(SET_ALERT_CONFIG, 0xc, 0, 0),
173         CXL_CMD(GET_SHUTDOWN_STATE, 0, 0x1, 0),
174         CXL_CMD(SET_SHUTDOWN_STATE, 0x1, 0, 0),
175         CXL_CMD(GET_POISON, 0x10, ~0, 0),
176         CXL_CMD(INJECT_POISON, 0x8, 0, 0),
177         CXL_CMD(CLEAR_POISON, 0x48, 0, 0),
178         CXL_CMD(GET_SCAN_MEDIA_CAPS, 0x10, 0x4, 0),
179         CXL_CMD(SCAN_MEDIA, 0x11, 0, 0),
180         CXL_CMD(GET_SCAN_MEDIA, 0, ~0, 0),
181 };
182
183 /*
184  * Commands that RAW doesn't permit. The rationale for each:
185  *
186  * CXL_MBOX_OP_ACTIVATE_FW: Firmware activation requires adjustment /
187  * coordination of transaction timeout values at the root bridge level.
188  *
189  * CXL_MBOX_OP_SET_PARTITION_INFO: The device memory map may change live
190  * and needs to be coordinated with HDM updates.
191  *
192  * CXL_MBOX_OP_SET_LSA: The label storage area may be cached by the
193  * driver and any writes from userspace invalidates those contents.
194  *
195  * CXL_MBOX_OP_SET_SHUTDOWN_STATE: Set shutdown state assumes no writes
196  * to the device after it is marked clean, userspace can not make that
197  * assertion.
198  *
199  * CXL_MBOX_OP_[GET_]SCAN_MEDIA: The kernel provides a native error list that
200  * is kept up to date with patrol notifications and error management.
201  */
202 static u16 cxl_disabled_raw_commands[] = {
203         CXL_MBOX_OP_ACTIVATE_FW,
204         CXL_MBOX_OP_SET_PARTITION_INFO,
205         CXL_MBOX_OP_SET_LSA,
206         CXL_MBOX_OP_SET_SHUTDOWN_STATE,
207         CXL_MBOX_OP_SCAN_MEDIA,
208         CXL_MBOX_OP_GET_SCAN_MEDIA,
209 };
210
211 /*
212  * Command sets that RAW doesn't permit. All opcodes in this set are
213  * disabled because they pass plain text security payloads over the
214  * user/kernel boundary. This functionality is intended to be wrapped
215  * behind the keys ABI which allows for encrypted payloads in the UAPI
216  */
217 static u8 security_command_sets[] = {
218         0x44, /* Sanitize */
219         0x45, /* Persistent Memory Data-at-rest Security */
220         0x46, /* Security Passthrough */
221 };
222
223 #define cxl_for_each_cmd(cmd)                                                  \
224         for ((cmd) = &mem_commands[0];                                         \
225              ((cmd) - mem_commands) < ARRAY_SIZE(mem_commands); (cmd)++)
226
227 #define cxl_cmd_count ARRAY_SIZE(mem_commands)
228
229 static int cxl_mem_wait_for_doorbell(struct cxl_mem *cxlm)
230 {
231         const unsigned long start = jiffies;
232         unsigned long end = start;
233
234         while (cxl_doorbell_busy(cxlm)) {
235                 end = jiffies;
236
237                 if (time_after(end, start + CXL_MAILBOX_TIMEOUT_MS)) {
238                         /* Check again in case preempted before timeout test */
239                         if (!cxl_doorbell_busy(cxlm))
240                                 break;
241                         return -ETIMEDOUT;
242                 }
243                 cpu_relax();
244         }
245
246         dev_dbg(&cxlm->pdev->dev, "Doorbell wait took %dms",
247                 jiffies_to_msecs(end) - jiffies_to_msecs(start));
248         return 0;
249 }
250
251 static bool cxl_is_security_command(u16 opcode)
252 {
253         int i;
254
255         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(security_command_sets); i++)
256                 if (security_command_sets[i] == (opcode >> 8))
257                         return true;
258         return false;
259 }
260
261 static void cxl_mem_mbox_timeout(struct cxl_mem *cxlm,
262                                  struct mbox_cmd *mbox_cmd)
263 {
264         struct device *dev = &cxlm->pdev->dev;
265
266         dev_dbg(dev, "Mailbox command (opcode: %#x size: %zub) timed out\n",
267                 mbox_cmd->opcode, mbox_cmd->size_in);
268 }
269
270 /**
271  * __cxl_mem_mbox_send_cmd() - Execute a mailbox command
272  * @cxlm: The CXL memory device to communicate with.
273  * @mbox_cmd: Command to send to the memory device.
274  *
275  * Context: Any context. Expects mbox_mutex to be held.
276  * Return: -ETIMEDOUT if timeout occurred waiting for completion. 0 on success.
277  *         Caller should check the return code in @mbox_cmd to make sure it
278  *         succeeded.
279  *
280  * This is a generic form of the CXL mailbox send command thus only using the
281  * registers defined by the mailbox capability ID - CXL 2.0 8.2.8.4. Memory
282  * devices, and perhaps other types of CXL devices may have further information
283  * available upon error conditions. Driver facilities wishing to send mailbox
284  * commands should use the wrapper command.
285  *
286  * The CXL spec allows for up to two mailboxes. The intention is for the primary
287  * mailbox to be OS controlled and the secondary mailbox to be used by system
288  * firmware. This allows the OS and firmware to communicate with the device and
289  * not need to coordinate with each other. The driver only uses the primary
290  * mailbox.
291  */
292 static int __cxl_mem_mbox_send_cmd(struct cxl_mem *cxlm,
293                                    struct mbox_cmd *mbox_cmd)
294 {
295         void __iomem *payload = cxlm->regs.mbox + CXLDEV_MBOX_PAYLOAD_OFFSET;
296         u64 cmd_reg, status_reg;
297         size_t out_len;
298         int rc;
299
300         lockdep_assert_held(&cxlm->mbox_mutex);
301
302         /*
303          * Here are the steps from 8.2.8.4 of the CXL 2.0 spec.
304          *   1. Caller reads MB Control Register to verify doorbell is clear
305          *   2. Caller writes Command Register
306          *   3. Caller writes Command Payload Registers if input payload is non-empty
307          *   4. Caller writes MB Control Register to set doorbell
308          *   5. Caller either polls for doorbell to be clear or waits for interrupt if configured
309          *   6. Caller reads MB Status Register to fetch Return code
310          *   7. If command successful, Caller reads Command Register to get Payload Length
311          *   8. If output payload is non-empty, host reads Command Payload Registers
312          *
313          * Hardware is free to do whatever it wants before the doorbell is rung,
314          * and isn't allowed to change anything after it clears the doorbell. As
315          * such, steps 2 and 3 can happen in any order, and steps 6, 7, 8 can
316          * also happen in any order (though some orders might not make sense).
317          */
318
319         /* #1 */
320         if (cxl_doorbell_busy(cxlm)) {
321                 dev_err_ratelimited(&cxlm->pdev->dev,
322                                     "Mailbox re-busy after acquiring\n");
323                 return -EBUSY;
324         }
325
326         cmd_reg = FIELD_PREP(CXLDEV_MBOX_CMD_COMMAND_OPCODE_MASK,
327                              mbox_cmd->opcode);
328         if (mbox_cmd->size_in) {
329                 if (WARN_ON(!mbox_cmd->payload_in))
330                         return -EINVAL;
331
332                 cmd_reg |= FIELD_PREP(CXLDEV_MBOX_CMD_PAYLOAD_LENGTH_MASK,
333                                       mbox_cmd->size_in);
334                 memcpy_toio(payload, mbox_cmd->payload_in, mbox_cmd->size_in);
335         }
336
337         /* #2, #3 */
338         writeq(cmd_reg, cxlm->regs.mbox + CXLDEV_MBOX_CMD_OFFSET);
339
340         /* #4 */
341         dev_dbg(&cxlm->pdev->dev, "Sending command\n");
342         writel(CXLDEV_MBOX_CTRL_DOORBELL,
343                cxlm->regs.mbox + CXLDEV_MBOX_CTRL_OFFSET);
344
345         /* #5 */
346         rc = cxl_mem_wait_for_doorbell(cxlm);
347         if (rc == -ETIMEDOUT) {
348                 cxl_mem_mbox_timeout(cxlm, mbox_cmd);
349                 return rc;
350         }
351
352         /* #6 */
353         status_reg = readq(cxlm->regs.mbox + CXLDEV_MBOX_STATUS_OFFSET);
354         mbox_cmd->return_code =
355                 FIELD_GET(CXLDEV_MBOX_STATUS_RET_CODE_MASK, status_reg);
356
357         if (mbox_cmd->return_code != 0) {
358                 dev_dbg(&cxlm->pdev->dev, "Mailbox operation had an error\n");
359                 return 0;
360         }
361
362         /* #7 */
363         cmd_reg = readq(cxlm->regs.mbox + CXLDEV_MBOX_CMD_OFFSET);
364         out_len = FIELD_GET(CXLDEV_MBOX_CMD_PAYLOAD_LENGTH_MASK, cmd_reg);
365
366         /* #8 */
367         if (out_len && mbox_cmd->payload_out) {
368                 /*
369                  * Sanitize the copy. If hardware misbehaves, out_len per the
370                  * spec can actually be greater than the max allowed size (21
371                  * bits available but spec defined 1M max). The caller also may
372                  * have requested less data than the hardware supplied even
373                  * within spec.
374                  */
375                 size_t n = min3(mbox_cmd->size_out, cxlm->payload_size, out_len);
376
377                 memcpy_fromio(mbox_cmd->payload_out, payload, n);
378                 mbox_cmd->size_out = n;
379         } else {
380                 mbox_cmd->size_out = 0;
381         }
382
383         return 0;
384 }
385
386 /**
387  * cxl_mem_mbox_get() - Acquire exclusive access to the mailbox.
388  * @cxlm: The memory device to gain access to.
389  *
390  * Context: Any context. Takes the mbox_mutex.
391  * Return: 0 if exclusive access was acquired.
392  */
393 static int cxl_mem_mbox_get(struct cxl_mem *cxlm)
394 {
395         struct device *dev = &cxlm->pdev->dev;
396         u64 md_status;
397         int rc;
398
399         mutex_lock_io(&cxlm->mbox_mutex);
400
401         /*
402          * XXX: There is some amount of ambiguity in the 2.0 version of the spec
403          * around the mailbox interface ready (8.2.8.5.1.1).  The purpose of the
404          * bit is to allow firmware running on the device to notify the driver
405          * that it's ready to receive commands. It is unclear if the bit needs
406          * to be read for each transaction mailbox, ie. the firmware can switch
407          * it on and off as needed. Second, there is no defined timeout for
408          * mailbox ready, like there is for the doorbell interface.
409          *
410          * Assumptions:
411          * 1. The firmware might toggle the Mailbox Interface Ready bit, check
412          *    it for every command.
413          *
414          * 2. If the doorbell is clear, the firmware should have first set the
415          *    Mailbox Interface Ready bit. Therefore, waiting for the doorbell
416          *    to be ready is sufficient.
417          */
418         rc = cxl_mem_wait_for_doorbell(cxlm);
419         if (rc) {
420                 dev_warn(dev, "Mailbox interface not ready\n");
421                 goto out;
422         }
423
424         md_status = readq(cxlm->regs.memdev + CXLMDEV_STATUS_OFFSET);
425         if (!(md_status & CXLMDEV_MBOX_IF_READY && CXLMDEV_READY(md_status))) {
426                 dev_err(dev, "mbox: reported doorbell ready, but not mbox ready\n");
427                 rc = -EBUSY;
428                 goto out;
429         }
430
431         /*
432          * Hardware shouldn't allow a ready status but also have failure bits
433          * set. Spit out an error, this should be a bug report
434          */
435         rc = -EFAULT;
436         if (md_status & CXLMDEV_DEV_FATAL) {
437                 dev_err(dev, "mbox: reported ready, but fatal\n");
438                 goto out;
439         }
440         if (md_status & CXLMDEV_FW_HALT) {
441                 dev_err(dev, "mbox: reported ready, but halted\n");
442                 goto out;
443         }
444         if (CXLMDEV_RESET_NEEDED(md_status)) {
445                 dev_err(dev, "mbox: reported ready, but reset needed\n");
446                 goto out;
447         }
448
449         /* with lock held */
450         return 0;
451
452 out:
453         mutex_unlock(&cxlm->mbox_mutex);
454         return rc;
455 }
456
457 /**
458  * cxl_mem_mbox_put() - Release exclusive access to the mailbox.
459  * @cxlm: The CXL memory device to communicate with.
460  *
461  * Context: Any context. Expects mbox_mutex to be held.
462  */
463 static void cxl_mem_mbox_put(struct cxl_mem *cxlm)
464 {
465         mutex_unlock(&cxlm->mbox_mutex);
466 }
467
468 /**
469  * handle_mailbox_cmd_from_user() - Dispatch a mailbox command for userspace.
470  * @cxlm: The CXL memory device to communicate with.
471  * @cmd: The validated command.
472  * @in_payload: Pointer to userspace's input payload.
473  * @out_payload: Pointer to userspace's output payload.
474  * @size_out: (Input) Max payload size to copy out.
475  *            (Output) Payload size hardware generated.
476  * @retval: Hardware generated return code from the operation.
477  *
478  * Return:
479  *  * %0        - Mailbox transaction succeeded. This implies the mailbox
480  *                protocol completed successfully not that the operation itself
481  *                was successful.
482  *  * %-ENOMEM  - Couldn't allocate a bounce buffer.
483  *  * %-EFAULT  - Something happened with copy_to/from_user.
484  *  * %-EINTR   - Mailbox acquisition interrupted.
485  *  * %-EXXX    - Transaction level failures.
486  *
487  * Creates the appropriate mailbox command and dispatches it on behalf of a
488  * userspace request. The input and output payloads are copied between
489  * userspace.
490  *
491  * See cxl_send_cmd().
492  */
493 static int handle_mailbox_cmd_from_user(struct cxl_mem *cxlm,
494                                         const struct cxl_mem_command *cmd,
495                                         u64 in_payload, u64 out_payload,
496                                         s32 *size_out, u32 *retval)
497 {
498         struct device *dev = &cxlm->pdev->dev;
499         struct mbox_cmd mbox_cmd = {
500                 .opcode = cmd->opcode,
501                 .size_in = cmd->info.size_in,
502                 .size_out = cmd->info.size_out,
503         };
504         int rc;
505
506         if (cmd->info.size_out) {
507                 mbox_cmd.payload_out = kvzalloc(cmd->info.size_out, GFP_KERNEL);
508                 if (!mbox_cmd.payload_out)
509                         return -ENOMEM;
510         }
511
512         if (cmd->info.size_in) {
513                 mbox_cmd.payload_in = vmemdup_user(u64_to_user_ptr(in_payload),
514                                                    cmd->info.size_in);
515                 if (IS_ERR(mbox_cmd.payload_in)) {
516                         kvfree(mbox_cmd.payload_out);
517                         return PTR_ERR(mbox_cmd.payload_in);
518                 }
519         }
520
521         rc = cxl_mem_mbox_get(cxlm);
522         if (rc)
523                 goto out;
524
525         dev_dbg(dev,
526                 "Submitting %s command for user\n"
527                 "\topcode: %x\n"
528                 "\tsize: %ub\n",
529                 cxl_command_names[cmd->info.id].name, mbox_cmd.opcode,
530                 cmd->info.size_in);
531
532         dev_WARN_ONCE(dev, cmd->info.id == CXL_MEM_COMMAND_ID_RAW,
533                       "raw command path used\n");
534
535         rc = __cxl_mem_mbox_send_cmd(cxlm, &mbox_cmd);
536         cxl_mem_mbox_put(cxlm);
537         if (rc)
538                 goto out;
539
540         /*
541          * @size_out contains the max size that's allowed to be written back out
542          * to userspace. While the payload may have written more output than
543          * this it will have to be ignored.
544          */
545         if (mbox_cmd.size_out) {
546                 dev_WARN_ONCE(dev, mbox_cmd.size_out > *size_out,
547                               "Invalid return size\n");
548                 if (copy_to_user(u64_to_user_ptr(out_payload),
549                                  mbox_cmd.payload_out, mbox_cmd.size_out)) {
550                         rc = -EFAULT;
551                         goto out;
552                 }
553         }
554
555         *size_out = mbox_cmd.size_out;
556         *retval = mbox_cmd.return_code;
557
558 out:
559         kvfree(mbox_cmd.payload_in);
560         kvfree(mbox_cmd.payload_out);
561         return rc;
562 }
563
564 static bool cxl_mem_raw_command_allowed(u16 opcode)
565 {
566         int i;
567
568         if (!IS_ENABLED(CONFIG_CXL_MEM_RAW_COMMANDS))
569                 return false;
570
571         if (security_locked_down(LOCKDOWN_NONE))
572                 return false;
573
574         if (cxl_raw_allow_all)
575                 return true;
576
577         if (cxl_is_security_command(opcode))
578                 return false;
579
580         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(cxl_disabled_raw_commands); i++)
581                 if (cxl_disabled_raw_commands[i] == opcode)
582                         return false;
583
584         return true;
585 }
586
587 /**
588  * cxl_validate_cmd_from_user() - Check fields for CXL_MEM_SEND_COMMAND.
589  * @cxlm: &struct cxl_mem device whose mailbox will be used.
590  * @send_cmd: &struct cxl_send_command copied in from userspace.
591  * @out_cmd: Sanitized and populated &struct cxl_mem_command.
592  *
593  * Return:
594  *  * %0        - @out_cmd is ready to send.
595  *  * %-ENOTTY  - Invalid command specified.
596  *  * %-EINVAL  - Reserved fields or invalid values were used.
597  *  * %-ENOMEM  - Input or output buffer wasn't sized properly.
598  *  * %-EPERM   - Attempted to use a protected command.
599  *
600  * The result of this command is a fully validated command in @out_cmd that is
601  * safe to send to the hardware.
602  *
603  * See handle_mailbox_cmd_from_user()
604  */
605 static int cxl_validate_cmd_from_user(struct cxl_mem *cxlm,
606                                       const struct cxl_send_command *send_cmd,
607                                       struct cxl_mem_command *out_cmd)
608 {
609         const struct cxl_command_info *info;
610         struct cxl_mem_command *c;
611
612         if (send_cmd->id == 0 || send_cmd->id >= CXL_MEM_COMMAND_ID_MAX)
613                 return -ENOTTY;
614
615         /*
616          * The user can never specify an input payload larger than what hardware
617          * supports, but output can be arbitrarily large (simply write out as
618          * much data as the hardware provides).
619          */
620         if (send_cmd->in.size > cxlm->payload_size)
621                 return -EINVAL;
622
623         /*
624          * Checks are bypassed for raw commands but a WARN/taint will occur
625          * later in the callchain
626          */
627         if (send_cmd->id == CXL_MEM_COMMAND_ID_RAW) {
628                 const struct cxl_mem_command temp = {
629                         .info = {
630                                 .id = CXL_MEM_COMMAND_ID_RAW,
631                                 .flags = 0,
632                                 .size_in = send_cmd->in.size,
633                                 .size_out = send_cmd->out.size,
634                         },
635                         .opcode = send_cmd->raw.opcode
636                 };
637
638                 if (send_cmd->raw.rsvd)
639                         return -EINVAL;
640
641                 /*
642                  * Unlike supported commands, the output size of RAW commands
643                  * gets passed along without further checking, so it must be
644                  * validated here.
645                  */
646                 if (send_cmd->out.size > cxlm->payload_size)
647                         return -EINVAL;
648
649                 if (!cxl_mem_raw_command_allowed(send_cmd->raw.opcode))
650                         return -EPERM;
651
652                 memcpy(out_cmd, &temp, sizeof(temp));
653
654                 return 0;
655         }
656
657         if (send_cmd->flags & ~CXL_MEM_COMMAND_FLAG_MASK)
658                 return -EINVAL;
659
660         if (send_cmd->rsvd)
661                 return -EINVAL;
662
663         if (send_cmd->in.rsvd || send_cmd->out.rsvd)
664                 return -EINVAL;
665
666         /* Convert user's command into the internal representation */
667         c = &mem_commands[send_cmd->id];
668         info = &c->info;
669
670         /* Check that the command is enabled for hardware */
671         if (!test_bit(info->id, cxlm->enabled_cmds))
672                 return -ENOTTY;
673
674         /* Check the input buffer is the expected size */
675         if (info->size_in >= 0 && info->size_in != send_cmd->in.size)
676                 return -ENOMEM;
677
678         /* Check the output buffer is at least large enough */
679         if (info->size_out >= 0 && send_cmd->out.size < info->size_out)
680                 return -ENOMEM;
681
682         memcpy(out_cmd, c, sizeof(*c));
683         out_cmd->info.size_in = send_cmd->in.size;
684         /*
685          * XXX: out_cmd->info.size_out will be controlled by the driver, and the
686          * specified number of bytes @send_cmd->out.size will be copied back out
687          * to userspace.
688          */
689
690         return 0;
691 }
692
693 static int cxl_query_cmd(struct cxl_memdev *cxlmd,
694                          struct cxl_mem_query_commands __user *q)
695 {
696         struct device *dev = &cxlmd->dev;
697         struct cxl_mem_command *cmd;
698         u32 n_commands;
699         int j = 0;
700
701         dev_dbg(dev, "Query IOCTL\n");
702
703         if (get_user(n_commands, &q->n_commands))
704                 return -EFAULT;
705
706         /* returns the total number if 0 elements are requested. */
707         if (n_commands == 0)
708                 return put_user(cxl_cmd_count, &q->n_commands);
709
710         /*
711          * otherwise, return max(n_commands, total commands) cxl_command_info
712          * structures.
713          */
714         cxl_for_each_cmd(cmd) {
715                 const struct cxl_command_info *info = &cmd->info;
716
717                 if (copy_to_user(&q->commands[j++], info, sizeof(*info)))
718                         return -EFAULT;
719
720                 if (j == n_commands)
721                         break;
722         }
723
724         return 0;
725 }
726
727 static int cxl_send_cmd(struct cxl_memdev *cxlmd,
728                         struct cxl_send_command __user *s)
729 {
730         struct cxl_mem *cxlm = cxlmd->cxlm;
731         struct device *dev = &cxlmd->dev;
732         struct cxl_send_command send;
733         struct cxl_mem_command c;
734         int rc;
735
736         dev_dbg(dev, "Send IOCTL\n");
737
738         if (copy_from_user(&send, s, sizeof(send)))
739                 return -EFAULT;
740
741         rc = cxl_validate_cmd_from_user(cxlmd->cxlm, &send, &c);
742         if (rc)
743                 return rc;
744
745         /* Prepare to handle a full payload for variable sized output */
746         if (c.info.size_out < 0)
747                 c.info.size_out = cxlm->payload_size;
748
749         rc = handle_mailbox_cmd_from_user(cxlm, &c, send.in.payload,
750                                           send.out.payload, &send.out.size,
751                                           &send.retval);
752         if (rc)
753                 return rc;
754
755         if (copy_to_user(s, &send, sizeof(send)))
756                 return -EFAULT;
757
758         return 0;
759 }
760
761 static long __cxl_memdev_ioctl(struct cxl_memdev *cxlmd, unsigned int cmd,
762                                unsigned long arg)
763 {
764         switch (cmd) {
765         case CXL_MEM_QUERY_COMMANDS:
766                 return cxl_query_cmd(cxlmd, (void __user *)arg);
767         case CXL_MEM_SEND_COMMAND:
768                 return cxl_send_cmd(cxlmd, (void __user *)arg);
769         default:
770                 return -ENOTTY;
771         }
772 }
773
774 static long cxl_memdev_ioctl(struct file *file, unsigned int cmd,
775                              unsigned long arg)
776 {
777         struct cxl_memdev *cxlmd = file->private_data;
778         int rc = -ENXIO;
779
780         down_read(&cxl_memdev_rwsem);
781         if (cxlmd->cxlm)
782                 rc = __cxl_memdev_ioctl(cxlmd, cmd, arg);
783         up_read(&cxl_memdev_rwsem);
784
785         return rc;
786 }
787
788 static int cxl_memdev_open(struct inode *inode, struct file *file)
789 {
790         struct cxl_memdev *cxlmd =
791                 container_of(inode->i_cdev, typeof(*cxlmd), cdev);
792
793         get_device(&cxlmd->dev);
794         file->private_data = cxlmd;
795
796         return 0;
797 }
798
799 static int cxl_memdev_release_file(struct inode *inode, struct file *file)
800 {
801         struct cxl_memdev *cxlmd =
802                 container_of(inode->i_cdev, typeof(*cxlmd), cdev);
803
804         put_device(&cxlmd->dev);
805
806         return 0;
807 }
808
809 static const struct file_operations cxl_memdev_fops = {
810         .owner = THIS_MODULE,
811         .unlocked_ioctl = cxl_memdev_ioctl,
812         .open = cxl_memdev_open,
813         .release = cxl_memdev_release_file,
814         .compat_ioctl = compat_ptr_ioctl,
815         .llseek = noop_llseek,
816 };
817
818 static inline struct cxl_mem_command *cxl_mem_find_command(u16 opcode)
819 {
820         struct cxl_mem_command *c;
821
822         cxl_for_each_cmd(c)
823                 if (c->opcode == opcode)
824                         return c;
825
826         return NULL;
827 }
828
829 /**
830  * cxl_mem_mbox_send_cmd() - Send a mailbox command to a memory device.
831  * @cxlm: The CXL memory device to communicate with.
832  * @opcode: Opcode for the mailbox command.
833  * @in: The input payload for the mailbox command.
834  * @in_size: The length of the input payload
835  * @out: Caller allocated buffer for the output.
836  * @out_size: Expected size of output.
837  *
838  * Context: Any context. Will acquire and release mbox_mutex.
839  * Return:
840  *  * %>=0      - Number of bytes returned in @out.
841  *  * %-E2BIG   - Payload is too large for hardware.
842  *  * %-EBUSY   - Couldn't acquire exclusive mailbox access.
843  *  * %-EFAULT  - Hardware error occurred.
844  *  * %-ENXIO   - Command completed, but device reported an error.
845  *  * %-EIO     - Unexpected output size.
846  *
847  * Mailbox commands may execute successfully yet the device itself reported an
848  * error. While this distinction can be useful for commands from userspace, the
849  * kernel will only be able to use results when both are successful.
850  *
851  * See __cxl_mem_mbox_send_cmd()
852  */
853 static int cxl_mem_mbox_send_cmd(struct cxl_mem *cxlm, u16 opcode,
854                                  void *in, size_t in_size,
855                                  void *out, size_t out_size)
856 {
857         const struct cxl_mem_command *cmd = cxl_mem_find_command(opcode);
858         struct mbox_cmd mbox_cmd = {
859                 .opcode = opcode,
860                 .payload_in = in,
861                 .size_in = in_size,
862                 .size_out = out_size,
863                 .payload_out = out,
864         };
865         int rc;
866
867         if (out_size > cxlm->payload_size)
868                 return -E2BIG;
869
870         rc = cxl_mem_mbox_get(cxlm);
871         if (rc)
872                 return rc;
873
874         rc = __cxl_mem_mbox_send_cmd(cxlm, &mbox_cmd);
875         cxl_mem_mbox_put(cxlm);
876         if (rc)
877                 return rc;
878
879         /* TODO: Map return code to proper kernel style errno */
880         if (mbox_cmd.return_code != CXL_MBOX_SUCCESS)
881                 return -ENXIO;
882
883         /*
884          * Variable sized commands can't be validated and so it's up to the
885          * caller to do that if they wish.
886          */
887         if (cmd->info.size_out >= 0 && mbox_cmd.size_out != out_size)
888                 return -EIO;
889
890         return 0;
891 }
892
893 static int cxl_mem_setup_mailbox(struct cxl_mem *cxlm)
894 {
895         const int cap = readl(cxlm->regs.mbox + CXLDEV_MBOX_CAPS_OFFSET);
896
897         cxlm->payload_size =
898                 1 << FIELD_GET(CXLDEV_MBOX_CAP_PAYLOAD_SIZE_MASK, cap);
899
900         /*
901          * CXL 2.0 8.2.8.4.3 Mailbox Capabilities Register
902          *
903          * If the size is too small, mandatory commands will not work and so
904          * there's no point in going forward. If the size is too large, there's
905          * no harm is soft limiting it.
906          */
907         cxlm->payload_size = min_t(size_t, cxlm->payload_size, SZ_1M);
908         if (cxlm->payload_size < 256) {
909                 dev_err(&cxlm->pdev->dev, "Mailbox is too small (%zub)",
910                         cxlm->payload_size);
911                 return -ENXIO;
912         }
913
914         dev_dbg(&cxlm->pdev->dev, "Mailbox payload sized %zu",
915                 cxlm->payload_size);
916
917         return 0;
918 }
919
920 static struct cxl_mem *cxl_mem_create(struct pci_dev *pdev)
921 {
922         struct device *dev = &pdev->dev;
923         struct cxl_mem *cxlm;
924
925         cxlm = devm_kzalloc(dev, sizeof(*cxlm), GFP_KERNEL);
926         if (!cxlm) {
927                 dev_err(dev, "No memory available\n");
928                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
929         }
930
931         mutex_init(&cxlm->mbox_mutex);
932         cxlm->pdev = pdev;
933         cxlm->enabled_cmds =
934                 devm_kmalloc_array(dev, BITS_TO_LONGS(cxl_cmd_count),
935                                    sizeof(unsigned long),
936                                    GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
937         if (!cxlm->enabled_cmds) {
938                 dev_err(dev, "No memory available for bitmap\n");
939                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
940         }
941
942         return cxlm;
943 }
944
945 static void __iomem *cxl_mem_map_regblock(struct cxl_mem *cxlm,
946                                           u8 bar, u64 offset)
947 {
948         struct pci_dev *pdev = cxlm->pdev;
949         struct device *dev = &pdev->dev;
950         void __iomem *addr;
951
952         /* Basic sanity check that BAR is big enough */
953         if (pci_resource_len(pdev, bar) < offset) {
954                 dev_err(dev, "BAR%d: %pr: too small (offset: %#llx)\n", bar,
955                         &pdev->resource[bar], (unsigned long long)offset);
956                 return IOMEM_ERR_PTR(-ENXIO);
957         }
958
959         addr = pci_iomap(pdev, bar, 0);
960         if (!addr) {
961                 dev_err(dev, "failed to map registers\n");
962                 return addr;
963         }
964
965         dev_dbg(dev, "Mapped CXL Memory Device resource bar %u @ %#llx\n",
966                 bar, offset);
967
968         return addr;
969 }
970
971 static void cxl_mem_unmap_regblock(struct cxl_mem *cxlm, void __iomem *base)
972 {
973         pci_iounmap(cxlm->pdev, base);
974 }
975
976 static int cxl_mem_dvsec(struct pci_dev *pdev, int dvsec)
977 {
978         int pos;
979
980         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_DVSEC);
981         if (!pos)
982                 return 0;
983
984         while (pos) {
985                 u16 vendor, id;
986
987                 pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_DVSEC_HEADER1, &vendor);
988                 pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_DVSEC_HEADER2, &id);
989                 if (vendor == PCI_DVSEC_VENDOR_ID_CXL && dvsec == id)
990                         return pos;
991
992                 pos = pci_find_next_ext_capability(pdev, pos,
993                                                    PCI_EXT_CAP_ID_DVSEC);
994         }
995
996         return 0;
997 }
998
999 static int cxl_probe_regs(struct cxl_mem *cxlm, void __iomem *base,
1000                           struct cxl_register_map *map)
1001 {
1002         struct pci_dev *pdev = cxlm->pdev;
1003         struct device *dev = &pdev->dev;
1004         struct cxl_component_reg_map *comp_map;
1005         struct cxl_device_reg_map *dev_map;
1006
1007         switch (map->reg_type) {
1008         case CXL_REGLOC_RBI_COMPONENT:
1009                 comp_map = &map->component_map;
1010                 cxl_probe_component_regs(dev, base, comp_map);
1011                 if (!comp_map->hdm_decoder.valid) {
1012                         dev_err(dev, "HDM decoder registers not found\n");
1013                         return -ENXIO;
1014                 }
1015
1016                 dev_dbg(dev, "Set up component registers\n");
1017                 break;
1018         case CXL_REGLOC_RBI_MEMDEV:
1019                 dev_map = &map->device_map;
1020                 cxl_probe_device_regs(dev, base, dev_map);
1021                 if (!dev_map->status.valid || !dev_map->mbox.valid ||
1022                     !dev_map->memdev.valid) {
1023                         dev_err(dev, "registers not found: %s%s%s\n",
1024                                 !dev_map->status.valid ? "status " : "",
1025                                 !dev_map->mbox.valid ? "status " : "",
1026                                 !dev_map->memdev.valid ? "status " : "");
1027                         return -ENXIO;
1028                 }
1029
1030                 dev_dbg(dev, "Probing device registers...\n");
1031                 break;
1032         default:
1033                 break;
1034         }
1035
1036         return 0;
1037 }
1038
1039 static int cxl_map_regs(struct cxl_mem *cxlm, struct cxl_register_map *map)
1040 {
1041         struct pci_dev *pdev = cxlm->pdev;
1042         struct device *dev = &pdev->dev;
1043
1044         switch (map->reg_type) {
1045         case CXL_REGLOC_RBI_COMPONENT:
1046                 cxl_map_component_regs(pdev, &cxlm->regs.component, map);
1047                 dev_dbg(dev, "Mapping component registers...\n");
1048                 break;
1049         case CXL_REGLOC_RBI_MEMDEV:
1050                 cxl_map_device_regs(pdev, &cxlm->regs.device_regs, map);
1051                 dev_dbg(dev, "Probing device registers...\n");
1052                 break;
1053         default:
1054                 break;
1055         }
1056
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 static void cxl_decode_register_block(u32 reg_lo, u32 reg_hi,
1061                                       u8 *bar, u64 *offset, u8 *reg_type)
1062 {
1063         *offset = ((u64)reg_hi << 32) | (reg_lo & CXL_REGLOC_ADDR_MASK);
1064         *bar = FIELD_GET(CXL_REGLOC_BIR_MASK, reg_lo);
1065         *reg_type = FIELD_GET(CXL_REGLOC_RBI_MASK, reg_lo);
1066 }
1067
1068 /**
1069  * cxl_mem_setup_regs() - Setup necessary MMIO.
1070  * @cxlm: The CXL memory device to communicate with.
1071  *
1072  * Return: 0 if all necessary registers mapped.
1073  *
1074  * A memory device is required by spec to implement a certain set of MMIO
1075  * regions. The purpose of this function is to enumerate and map those
1076  * registers.
1077  */
1078 static int cxl_mem_setup_regs(struct cxl_mem *cxlm)
1079 {
1080         struct pci_dev *pdev = cxlm->pdev;
1081         struct device *dev = &pdev->dev;
1082         u32 regloc_size, regblocks;
1083         void __iomem *base;
1084         int regloc, i;
1085         struct cxl_register_map *map, *n;
1086         LIST_HEAD(register_maps);
1087         int ret = 0;
1088
1089         regloc = cxl_mem_dvsec(pdev, PCI_DVSEC_ID_CXL_REGLOC_DVSEC_ID);
1090         if (!regloc) {
1091                 dev_err(dev, "register location dvsec not found\n");
1092                 return -ENXIO;
1093         }
1094
1095         if (pci_request_mem_regions(pdev, pci_name(pdev)))
1096                 return -ENODEV;
1097
1098         /* Get the size of the Register Locator DVSEC */
1099         pci_read_config_dword(pdev, regloc + PCI_DVSEC_HEADER1, &regloc_size);
1100         regloc_size = FIELD_GET(PCI_DVSEC_HEADER1_LENGTH_MASK, regloc_size);
1101
1102         regloc += PCI_DVSEC_ID_CXL_REGLOC_BLOCK1_OFFSET;
1103         regblocks = (regloc_size - PCI_DVSEC_ID_CXL_REGLOC_BLOCK1_OFFSET) / 8;
1104
1105         for (i = 0; i < regblocks; i++, regloc += 8) {
1106                 u32 reg_lo, reg_hi;
1107                 u8 reg_type;
1108                 u64 offset;
1109                 u8 bar;
1110
1111                 map = kzalloc(sizeof(*map), GFP_KERNEL);
1112                 if (!map) {
1113                         ret = -ENOMEM;
1114                         goto free_maps;
1115                 }
1116
1117                 list_add(&map->list, &register_maps);
1118
1119                 pci_read_config_dword(pdev, regloc, &reg_lo);
1120                 pci_read_config_dword(pdev, regloc + 4, &reg_hi);
1121
1122                 cxl_decode_register_block(reg_lo, reg_hi, &bar, &offset,
1123                                           &reg_type);
1124
1125                 dev_dbg(dev, "Found register block in bar %u @ 0x%llx of type %u\n",
1126                         bar, offset, reg_type);
1127
1128                 base = cxl_mem_map_regblock(cxlm, bar, offset);
1129                 if (!base) {
1130                         ret = -ENOMEM;
1131                         goto free_maps;
1132                 }
1133
1134                 map->barno = bar;
1135                 map->block_offset = offset;
1136                 map->reg_type = reg_type;
1137
1138                 ret = cxl_probe_regs(cxlm, base + offset, map);
1139
1140                 /* Always unmap the regblock regardless of probe success */
1141                 cxl_mem_unmap_regblock(cxlm, base);
1142
1143                 if (ret)
1144                         goto free_maps;
1145         }
1146
1147         pci_release_mem_regions(pdev);
1148
1149         list_for_each_entry(map, &register_maps, list) {
1150                 ret = cxl_map_regs(cxlm, map);
1151                 if (ret)
1152                         goto free_maps;
1153         }
1154
1155 free_maps:
1156         list_for_each_entry_safe(map, n, &register_maps, list) {
1157                 list_del(&map->list);
1158                 kfree(map);
1159         }
1160
1161         return ret;
1162 }
1163
1164 static struct cxl_memdev *to_cxl_memdev(struct device *dev)
1165 {
1166         return container_of(dev, struct cxl_memdev, dev);
1167 }
1168
1169 static void cxl_memdev_release(struct device *dev)
1170 {
1171         struct cxl_memdev *cxlmd = to_cxl_memdev(dev);
1172
1173         ida_free(&cxl_memdev_ida, cxlmd->id);
1174         kfree(cxlmd);
1175 }
1176
1177 static char *cxl_memdev_devnode(struct device *dev, umode_t *mode, kuid_t *uid,
1178                                 kgid_t *gid)
1179 {
1180         return kasprintf(GFP_KERNEL, "cxl/%s", dev_name(dev));
1181 }
1182
1183 static ssize_t firmware_version_show(struct device *dev,
1184                                      struct device_attribute *attr, char *buf)
1185 {
1186         struct cxl_memdev *cxlmd = to_cxl_memdev(dev);
1187         struct cxl_mem *cxlm = cxlmd->cxlm;
1188
1189         return sysfs_emit(buf, "%.16s\n", cxlm->firmware_version);
1190 }
1191 static DEVICE_ATTR_RO(firmware_version);
1192
1193 static ssize_t payload_max_show(struct device *dev,
1194                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
1195 {
1196         struct cxl_memdev *cxlmd = to_cxl_memdev(dev);
1197         struct cxl_mem *cxlm = cxlmd->cxlm;
1198
1199         return sysfs_emit(buf, "%zu\n", cxlm->payload_size);
1200 }
1201 static DEVICE_ATTR_RO(payload_max);
1202
1203 static ssize_t label_storage_size_show(struct device *dev,
1204                                 struct device_attribute *attr, char *buf)
1205 {
1206         struct cxl_memdev *cxlmd = to_cxl_memdev(dev);
1207         struct cxl_mem *cxlm = cxlmd->cxlm;
1208
1209         return sysfs_emit(buf, "%zu\n", cxlm->lsa_size);
1210 }
1211 static DEVICE_ATTR_RO(label_storage_size);
1212
1213 static ssize_t ram_size_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
1214                              char *buf)
1215 {
1216         struct cxl_memdev *cxlmd = to_cxl_memdev(dev);
1217         struct cxl_mem *cxlm = cxlmd->cxlm;
1218         unsigned long long len = range_len(&cxlm->ram_range);
1219
1220         return sysfs_emit(buf, "%#llx\n", len);
1221 }
1222
1223 static struct device_attribute dev_attr_ram_size =
1224         __ATTR(size, 0444, ram_size_show, NULL);
1225
1226 static ssize_t pmem_size_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
1227                               char *buf)
1228 {
1229         struct cxl_memdev *cxlmd = to_cxl_memdev(dev);
1230         struct cxl_mem *cxlm = cxlmd->cxlm;
1231         unsigned long long len = range_len(&cxlm->pmem_range);
1232
1233         return sysfs_emit(buf, "%#llx\n", len);
1234 }
1235
1236 static struct device_attribute dev_attr_pmem_size =
1237         __ATTR(size, 0444, pmem_size_show, NULL);
1238
1239 static struct attribute *cxl_memdev_attributes[] = {
1240         &dev_attr_firmware_version.attr,
1241         &dev_attr_payload_max.attr,
1242         &dev_attr_label_storage_size.attr,
1243         NULL,
1244 };
1245
1246 static struct attribute *cxl_memdev_pmem_attributes[] = {
1247         &dev_attr_pmem_size.attr,
1248         NULL,
1249 };
1250
1251 static struct attribute *cxl_memdev_ram_attributes[] = {
1252         &dev_attr_ram_size.attr,
1253         NULL,
1254 };
1255
1256 static struct attribute_group cxl_memdev_attribute_group = {
1257         .attrs = cxl_memdev_attributes,
1258 };
1259
1260 static struct attribute_group cxl_memdev_ram_attribute_group = {
1261         .name = "ram",
1262         .attrs = cxl_memdev_ram_attributes,
1263 };
1264
1265 static struct attribute_group cxl_memdev_pmem_attribute_group = {
1266         .name = "pmem",
1267         .attrs = cxl_memdev_pmem_attributes,
1268 };
1269
1270 static const struct attribute_group *cxl_memdev_attribute_groups[] = {
1271         &cxl_memdev_attribute_group,
1272         &cxl_memdev_ram_attribute_group,
1273         &cxl_memdev_pmem_attribute_group,
1274         NULL,
1275 };
1276
1277 static const struct device_type cxl_memdev_type = {
1278         .name = "cxl_memdev",
1279         .release = cxl_memdev_release,
1280         .devnode = cxl_memdev_devnode,
1281         .groups = cxl_memdev_attribute_groups,
1282 };
1283
1284 static void cxl_memdev_shutdown(struct cxl_memdev *cxlmd)
1285 {
1286         down_write(&cxl_memdev_rwsem);
1287         cxlmd->cxlm = NULL;
1288         up_write(&cxl_memdev_rwsem);
1289 }
1290
1291 static void cxl_memdev_unregister(void *_cxlmd)
1292 {
1293         struct cxl_memdev *cxlmd = _cxlmd;
1294         struct device *dev = &cxlmd->dev;
1295
1296         cdev_device_del(&cxlmd->cdev, dev);
1297         cxl_memdev_shutdown(cxlmd);
1298         put_device(dev);
1299 }
1300
1301 static struct cxl_memdev *cxl_memdev_alloc(struct cxl_mem *cxlm)
1302 {
1303         struct pci_dev *pdev = cxlm->pdev;
1304         struct cxl_memdev *cxlmd;
1305         struct device *dev;
1306         struct cdev *cdev;
1307         int rc;
1308
1309         cxlmd = kzalloc(sizeof(*cxlmd), GFP_KERNEL);
1310         if (!cxlmd)
1311                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1312
1313         rc = ida_alloc_range(&cxl_memdev_ida, 0, CXL_MEM_MAX_DEVS, GFP_KERNEL);
1314         if (rc < 0)
1315                 goto err;
1316         cxlmd->id = rc;
1317
1318         dev = &cxlmd->dev;
1319         device_initialize(dev);
1320         dev->parent = &pdev->dev;
1321         dev->bus = &cxl_bus_type;
1322         dev->devt = MKDEV(cxl_mem_major, cxlmd->id);
1323         dev->type = &cxl_memdev_type;
1324         device_set_pm_not_required(dev);
1325
1326         cdev = &cxlmd->cdev;
1327         cdev_init(cdev, &cxl_memdev_fops);
1328         return cxlmd;
1329
1330 err:
1331         kfree(cxlmd);
1332         return ERR_PTR(rc);
1333 }
1334
1335 static struct cxl_memdev *devm_cxl_add_memdev(struct device *host,
1336                                               struct cxl_mem *cxlm)
1337 {
1338         struct cxl_memdev *cxlmd;
1339         struct device *dev;
1340         struct cdev *cdev;
1341         int rc;
1342
1343         cxlmd = cxl_memdev_alloc(cxlm);
1344         if (IS_ERR(cxlmd))
1345                 return cxlmd;
1346
1347         dev = &cxlmd->dev;
1348         rc = dev_set_name(dev, "mem%d", cxlmd->id);
1349         if (rc)
1350                 goto err;
1351
1352         /*
1353          * Activate ioctl operations, no cxl_memdev_rwsem manipulation
1354          * needed as this is ordered with cdev_add() publishing the device.
1355          */
1356         cxlmd->cxlm = cxlm;
1357
1358         cdev = &cxlmd->cdev;
1359         rc = cdev_device_add(cdev, dev);
1360         if (rc)
1361                 goto err;
1362
1363         rc = devm_add_action_or_reset(host, cxl_memdev_unregister, cxlmd);
1364         if (rc)
1365                 return ERR_PTR(rc);
1366         return cxlmd;
1367
1368 err:
1369         /*
1370          * The cdev was briefly live, shutdown any ioctl operations that
1371          * saw that state.
1372          */
1373         cxl_memdev_shutdown(cxlmd);
1374         put_device(dev);
1375         return ERR_PTR(rc);
1376 }
1377
1378 static int cxl_xfer_log(struct cxl_mem *cxlm, uuid_t *uuid, u32 size, u8 *out)
1379 {
1380         u32 remaining = size;
1381         u32 offset = 0;
1382
1383         while (remaining) {
1384                 u32 xfer_size = min_t(u32, remaining, cxlm->payload_size);
1385                 struct cxl_mbox_get_log {
1386                         uuid_t uuid;
1387                         __le32 offset;
1388                         __le32 length;
1389                 } __packed log = {
1390                         .uuid = *uuid,
1391                         .offset = cpu_to_le32(offset),
1392                         .length = cpu_to_le32(xfer_size)
1393                 };
1394                 int rc;
1395
1396                 rc = cxl_mem_mbox_send_cmd(cxlm, CXL_MBOX_OP_GET_LOG, &log,
1397                                            sizeof(log), out, xfer_size);
1398                 if (rc < 0)
1399                         return rc;
1400
1401                 out += xfer_size;
1402                 remaining -= xfer_size;
1403                 offset += xfer_size;
1404         }
1405
1406         return 0;
1407 }
1408
1409 /**
1410  * cxl_walk_cel() - Walk through the Command Effects Log.
1411  * @cxlm: Device.
1412  * @size: Length of the Command Effects Log.
1413  * @cel: CEL
1414  *
1415  * Iterate over each entry in the CEL and determine if the driver supports the
1416  * command. If so, the command is enabled for the device and can be used later.
1417  */
1418 static void cxl_walk_cel(struct cxl_mem *cxlm, size_t size, u8 *cel)
1419 {
1420         struct cel_entry {
1421                 __le16 opcode;
1422                 __le16 effect;
1423         } __packed * cel_entry;
1424         const int cel_entries = size / sizeof(*cel_entry);
1425         int i;
1426
1427         cel_entry = (struct cel_entry *)cel;
1428
1429         for (i = 0; i < cel_entries; i++) {
1430                 u16 opcode = le16_to_cpu(cel_entry[i].opcode);
1431                 struct cxl_mem_command *cmd = cxl_mem_find_command(opcode);
1432
1433                 if (!cmd) {
1434                         dev_dbg(&cxlm->pdev->dev,
1435                                 "Opcode 0x%04x unsupported by driver", opcode);
1436                         continue;
1437                 }
1438
1439                 set_bit(cmd->info.id, cxlm->enabled_cmds);
1440         }
1441 }
1442
1443 struct cxl_mbox_get_supported_logs {
1444         __le16 entries;
1445         u8 rsvd[6];
1446         struct gsl_entry {
1447                 uuid_t uuid;
1448                 __le32 size;
1449         } __packed entry[];
1450 } __packed;
1451
1452 static struct cxl_mbox_get_supported_logs *cxl_get_gsl(struct cxl_mem *cxlm)
1453 {
1454         struct cxl_mbox_get_supported_logs *ret;
1455         int rc;
1456
1457         ret = kvmalloc(cxlm->payload_size, GFP_KERNEL);
1458         if (!ret)
1459                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1460
1461         rc = cxl_mem_mbox_send_cmd(cxlm, CXL_MBOX_OP_GET_SUPPORTED_LOGS, NULL,
1462                                    0, ret, cxlm->payload_size);
1463         if (rc < 0) {
1464                 kvfree(ret);
1465                 return ERR_PTR(rc);
1466         }
1467
1468         return ret;
1469 }
1470
1471 /**
1472  * cxl_mem_enumerate_cmds() - Enumerate commands for a device.
1473  * @cxlm: The device.
1474  *
1475  * Returns 0 if enumerate completed successfully.
1476  *
1477  * CXL devices have optional support for certain commands. This function will
1478  * determine the set of supported commands for the hardware and update the
1479  * enabled_cmds bitmap in the @cxlm.
1480  */
1481 static int cxl_mem_enumerate_cmds(struct cxl_mem *cxlm)
1482 {
1483         struct cxl_mbox_get_supported_logs *gsl;
1484         struct device *dev = &cxlm->pdev->dev;
1485         struct cxl_mem_command *cmd;
1486         int i, rc;
1487
1488         gsl = cxl_get_gsl(cxlm);
1489         if (IS_ERR(gsl))
1490                 return PTR_ERR(gsl);
1491
1492         rc = -ENOENT;
1493         for (i = 0; i < le16_to_cpu(gsl->entries); i++) {
1494                 u32 size = le32_to_cpu(gsl->entry[i].size);
1495                 uuid_t uuid = gsl->entry[i].uuid;
1496                 u8 *log;
1497
1498                 dev_dbg(dev, "Found LOG type %pU of size %d", &uuid, size);
1499
1500                 if (!uuid_equal(&uuid, &log_uuid[CEL_UUID]))
1501                         continue;
1502
1503                 log = kvmalloc(size, GFP_KERNEL);
1504                 if (!log) {
1505                         rc = -ENOMEM;
1506                         goto out;
1507                 }
1508
1509                 rc = cxl_xfer_log(cxlm, &uuid, size, log);
1510                 if (rc) {
1511                         kvfree(log);
1512                         goto out;
1513                 }
1514
1515                 cxl_walk_cel(cxlm, size, log);
1516                 kvfree(log);
1517
1518                 /* In case CEL was bogus, enable some default commands. */
1519                 cxl_for_each_cmd(cmd)
1520                         if (cmd->flags & CXL_CMD_FLAG_FORCE_ENABLE)
1521                                 set_bit(cmd->info.id, cxlm->enabled_cmds);
1522
1523                 /* Found the required CEL */
1524                 rc = 0;
1525         }
1526
1527 out:
1528         kvfree(gsl);
1529         return rc;
1530 }
1531
1532 /**
1533  * cxl_mem_identify() - Send the IDENTIFY command to the device.
1534  * @cxlm: The device to identify.
1535  *
1536  * Return: 0 if identify was executed successfully.
1537  *
1538  * This will dispatch the identify command to the device and on success populate
1539  * structures to be exported to sysfs.
1540  */
1541 static int cxl_mem_identify(struct cxl_mem *cxlm)
1542 {
1543         /* See CXL 2.0 Table 175 Identify Memory Device Output Payload */
1544         struct cxl_mbox_identify {
1545                 char fw_revision[0x10];
1546                 __le64 total_capacity;
1547                 __le64 volatile_capacity;
1548                 __le64 persistent_capacity;
1549                 __le64 partition_align;
1550                 __le16 info_event_log_size;
1551                 __le16 warning_event_log_size;
1552                 __le16 failure_event_log_size;
1553                 __le16 fatal_event_log_size;
1554                 __le32 lsa_size;
1555                 u8 poison_list_max_mer[3];
1556                 __le16 inject_poison_limit;
1557                 u8 poison_caps;
1558                 u8 qos_telemetry_caps;
1559         } __packed id;
1560         int rc;
1561
1562         rc = cxl_mem_mbox_send_cmd(cxlm, CXL_MBOX_OP_IDENTIFY, NULL, 0, &id,
1563                                    sizeof(id));
1564         if (rc < 0)
1565                 return rc;
1566
1567         /*
1568          * TODO: enumerate DPA map, as 'ram' and 'pmem' do not alias.
1569          * For now, only the capacity is exported in sysfs
1570          */
1571         cxlm->ram_range.start = 0;
1572         cxlm->ram_range.end = le64_to_cpu(id.volatile_capacity) * SZ_256M - 1;
1573
1574         cxlm->pmem_range.start = 0;
1575         cxlm->pmem_range.end =
1576                 le64_to_cpu(id.persistent_capacity) * SZ_256M - 1;
1577
1578         cxlm->lsa_size = le32_to_cpu(id.lsa_size);
1579         memcpy(cxlm->firmware_version, id.fw_revision, sizeof(id.fw_revision));
1580
1581         return 0;
1582 }
1583
1584 static int cxl_mem_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
1585 {
1586         struct cxl_memdev *cxlmd;
1587         struct cxl_mem *cxlm;
1588         int rc;
1589
1590         rc = pcim_enable_device(pdev);
1591         if (rc)
1592                 return rc;
1593
1594         cxlm = cxl_mem_create(pdev);
1595         if (IS_ERR(cxlm))
1596                 return PTR_ERR(cxlm);
1597
1598         rc = cxl_mem_setup_regs(cxlm);
1599         if (rc)
1600                 return rc;
1601
1602         rc = cxl_mem_setup_mailbox(cxlm);
1603         if (rc)
1604                 return rc;
1605
1606         rc = cxl_mem_enumerate_cmds(cxlm);
1607         if (rc)
1608                 return rc;
1609
1610         rc = cxl_mem_identify(cxlm);
1611         if (rc)
1612                 return rc;
1613
1614         cxlmd = devm_cxl_add_memdev(&pdev->dev, cxlm);
1615         if (IS_ERR(cxlmd))
1616                 return PTR_ERR(cxlmd);
1617
1618         if (range_len(&cxlm->pmem_range) && IS_ENABLED(CONFIG_CXL_PMEM))
1619                 rc = devm_cxl_add_nvdimm(&pdev->dev, cxlmd);
1620
1621         return rc;
1622 }
1623
1624 static const struct pci_device_id cxl_mem_pci_tbl[] = {
1625         /* PCI class code for CXL.mem Type-3 Devices */
1626         { PCI_DEVICE_CLASS((PCI_CLASS_MEMORY_CXL << 8 | CXL_MEMORY_PROGIF), ~0)},
1627         { /* terminate list */ },
1628 };
1629 MODULE_DEVICE_TABLE(pci, cxl_mem_pci_tbl);
1630
1631 static struct pci_driver cxl_mem_driver = {
1632         .name                   = KBUILD_MODNAME,
1633         .id_table               = cxl_mem_pci_tbl,
1634         .probe                  = cxl_mem_probe,
1635         .driver = {
1636                 .probe_type     = PROBE_PREFER_ASYNCHRONOUS,
1637         },
1638 };
1639
1640 static __init int cxl_mem_init(void)
1641 {
1642         struct dentry *mbox_debugfs;
1643         dev_t devt;
1644         int rc;
1645
1646         /* Double check the anonymous union trickery in struct cxl_regs */
1647         BUILD_BUG_ON(offsetof(struct cxl_regs, memdev) !=
1648                      offsetof(struct cxl_regs, device_regs.memdev));
1649
1650         rc = alloc_chrdev_region(&devt, 0, CXL_MEM_MAX_DEVS, "cxl");
1651         if (rc)
1652                 return rc;
1653
1654         cxl_mem_major = MAJOR(devt);
1655
1656         rc = pci_register_driver(&cxl_mem_driver);
1657         if (rc) {
1658                 unregister_chrdev_region(MKDEV(cxl_mem_major, 0),
1659                                          CXL_MEM_MAX_DEVS);
1660                 return rc;
1661         }
1662
1663         cxl_debugfs = debugfs_create_dir("cxl", NULL);
1664         mbox_debugfs = debugfs_create_dir("mbox", cxl_debugfs);
1665         debugfs_create_bool("raw_allow_all", 0600, mbox_debugfs,
1666                             &cxl_raw_allow_all);
1667
1668         return 0;
1669 }
1670
1671 static __exit void cxl_mem_exit(void)
1672 {
1673         debugfs_remove_recursive(cxl_debugfs);
1674         pci_unregister_driver(&cxl_mem_driver);
1675         unregister_chrdev_region(MKDEV(cxl_mem_major, 0), CXL_MEM_MAX_DEVS);
1676 }
1677
1678 MODULE_LICENSE("GPL v2");
1679 module_init(cxl_mem_init);
1680 module_exit(cxl_mem_exit);
1681 MODULE_IMPORT_NS(CXL);