Merge tag 'pci-v5.10-changes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/helgaa...
[linux-2.6-microblaze.git] / drivers / pci / controller / pci-hyperv.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) Microsoft Corporation.
4  *
5  * Author:
6  *   Jake Oshins <jakeo@microsoft.com>
7  *
8  * This driver acts as a paravirtual front-end for PCI Express root buses.
9  * When a PCI Express function (either an entire device or an SR-IOV
10  * Virtual Function) is being passed through to the VM, this driver exposes
11  * a new bus to the guest VM.  This is modeled as a root PCI bus because
12  * no bridges are being exposed to the VM.  In fact, with a "Generation 2"
13  * VM within Hyper-V, there may seem to be no PCI bus at all in the VM
14  * until a device as been exposed using this driver.
15  *
16  * Each root PCI bus has its own PCI domain, which is called "Segment" in
17  * the PCI Firmware Specifications.  Thus while each device passed through
18  * to the VM using this front-end will appear at "device 0", the domain will
19  * be unique.  Typically, each bus will have one PCI function on it, though
20  * this driver does support more than one.
21  *
22  * In order to map the interrupts from the device through to the guest VM,
23  * this driver also implements an IRQ Domain, which handles interrupts (either
24  * MSI or MSI-X) associated with the functions on the bus.  As interrupts are
25  * set up, torn down, or reaffined, this driver communicates with the
26  * underlying hypervisor to adjust the mappings in the I/O MMU so that each
27  * interrupt will be delivered to the correct virtual processor at the right
28  * vector.  This driver does not support level-triggered (line-based)
29  * interrupts, and will report that the Interrupt Line register in the
30  * function's configuration space is zero.
31  *
32  * The rest of this driver mostly maps PCI concepts onto underlying Hyper-V
33  * facilities.  For instance, the configuration space of a function exposed
34  * by Hyper-V is mapped into a single page of memory space, and the
35  * read and write handlers for config space must be aware of this mechanism.
36  * Similarly, device setup and teardown involves messages sent to and from
37  * the PCI back-end driver in Hyper-V.
38  */
39
40 #include <linux/kernel.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/pci.h>
43 #include <linux/delay.h>
44 #include <linux/semaphore.h>
45 #include <linux/irqdomain.h>
46 #include <asm/irqdomain.h>
47 #include <asm/apic.h>
48 #include <linux/irq.h>
49 #include <linux/msi.h>
50 #include <linux/hyperv.h>
51 #include <linux/refcount.h>
52 #include <asm/mshyperv.h>
53
54 /*
55  * Protocol versions. The low word is the minor version, the high word the
56  * major version.
57  */
58
59 #define PCI_MAKE_VERSION(major, minor) ((u32)(((major) << 16) | (minor)))
60 #define PCI_MAJOR_VERSION(version) ((u32)(version) >> 16)
61 #define PCI_MINOR_VERSION(version) ((u32)(version) & 0xff)
62
63 enum pci_protocol_version_t {
64         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1 = PCI_MAKE_VERSION(1, 1),      /* Win10 */
65         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2 = PCI_MAKE_VERSION(1, 2),      /* RS1 */
66         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3 = PCI_MAKE_VERSION(1, 3),      /* Vibranium */
67 };
68
69 #define CPU_AFFINITY_ALL        -1ULL
70
71 /*
72  * Supported protocol versions in the order of probing - highest go
73  * first.
74  */
75 static enum pci_protocol_version_t pci_protocol_versions[] = {
76         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3,
77         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2,
78         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1,
79 };
80
81 #define PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH  0x2000
82 #define CFG_PAGE_OFFSET 0x1000
83 #define CFG_PAGE_SIZE (PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH - CFG_PAGE_OFFSET)
84
85 #define MAX_SUPPORTED_MSI_MESSAGES 0x400
86
87 #define STATUS_REVISION_MISMATCH 0xC0000059
88
89 /* space for 32bit serial number as string */
90 #define SLOT_NAME_SIZE 11
91
92 /*
93  * Message Types
94  */
95
96 enum pci_message_type {
97         /*
98          * Version 1.1
99          */
100         PCI_MESSAGE_BASE                = 0x42490000,
101         PCI_BUS_RELATIONS               = PCI_MESSAGE_BASE + 0,
102         PCI_QUERY_BUS_RELATIONS         = PCI_MESSAGE_BASE + 1,
103         PCI_POWER_STATE_CHANGE          = PCI_MESSAGE_BASE + 4,
104         PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS = PCI_MESSAGE_BASE + 5,
105         PCI_QUERY_RESOURCE_RESOURCES    = PCI_MESSAGE_BASE + 6,
106         PCI_BUS_D0ENTRY                 = PCI_MESSAGE_BASE + 7,
107         PCI_BUS_D0EXIT                  = PCI_MESSAGE_BASE + 8,
108         PCI_READ_BLOCK                  = PCI_MESSAGE_BASE + 9,
109         PCI_WRITE_BLOCK                 = PCI_MESSAGE_BASE + 0xA,
110         PCI_EJECT                       = PCI_MESSAGE_BASE + 0xB,
111         PCI_QUERY_STOP                  = PCI_MESSAGE_BASE + 0xC,
112         PCI_REENABLE                    = PCI_MESSAGE_BASE + 0xD,
113         PCI_QUERY_STOP_FAILED           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xE,
114         PCI_EJECTION_COMPLETE           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xF,
115         PCI_RESOURCES_ASSIGNED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x10,
116         PCI_RESOURCES_RELEASED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x11,
117         PCI_INVALIDATE_BLOCK            = PCI_MESSAGE_BASE + 0x12,
118         PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION      = PCI_MESSAGE_BASE + 0x13,
119         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x14,
120         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x15,
121         PCI_RESOURCES_ASSIGNED2         = PCI_MESSAGE_BASE + 0x16,
122         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x17,
123         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x18, /* unused */
124         PCI_BUS_RELATIONS2              = PCI_MESSAGE_BASE + 0x19,
125         PCI_MESSAGE_MAXIMUM
126 };
127
128 /*
129  * Structures defining the virtual PCI Express protocol.
130  */
131
132 union pci_version {
133         struct {
134                 u16 minor_version;
135                 u16 major_version;
136         } parts;
137         u32 version;
138 } __packed;
139
140 /*
141  * Function numbers are 8-bits wide on Express, as interpreted through ARI,
142  * which is all this driver does.  This representation is the one used in
143  * Windows, which is what is expected when sending this back and forth with
144  * the Hyper-V parent partition.
145  */
146 union win_slot_encoding {
147         struct {
148                 u32     dev:5;
149                 u32     func:3;
150                 u32     reserved:24;
151         } bits;
152         u32 slot;
153 } __packed;
154
155 /*
156  * Pretty much as defined in the PCI Specifications.
157  */
158 struct pci_function_description {
159         u16     v_id;   /* vendor ID */
160         u16     d_id;   /* device ID */
161         u8      rev;
162         u8      prog_intf;
163         u8      subclass;
164         u8      base_class;
165         u32     subsystem_id;
166         union win_slot_encoding win_slot;
167         u32     ser;    /* serial number */
168 } __packed;
169
170 enum pci_device_description_flags {
171         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NONE                 = 0x0,
172         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY        = 0x1,
173 };
174
175 struct pci_function_description2 {
176         u16     v_id;   /* vendor ID */
177         u16     d_id;   /* device ID */
178         u8      rev;
179         u8      prog_intf;
180         u8      subclass;
181         u8      base_class;
182         u32     subsystem_id;
183         union   win_slot_encoding win_slot;
184         u32     ser;    /* serial number */
185         u32     flags;
186         u16     virtual_numa_node;
187         u16     reserved;
188 } __packed;
189
190 /**
191  * struct hv_msi_desc
192  * @vector:             IDT entry
193  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
194  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
195  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
196  *                      Interrupt Descriptor Table that are
197  *                      occupied by this Message-Signaled
198  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
199  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
200  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
201  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
202  *                      entry would have its own descriptor.
203  * @reserved:           Empty space
204  * @cpu_mask:           All the target virtual processors.
205  */
206 struct hv_msi_desc {
207         u8      vector;
208         u8      delivery_mode;
209         u16     vector_count;
210         u32     reserved;
211         u64     cpu_mask;
212 } __packed;
213
214 /**
215  * struct hv_msi_desc2 - 1.2 version of hv_msi_desc
216  * @vector:             IDT entry
217  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
218  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
219  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
220  *                      Interrupt Descriptor Table that are
221  *                      occupied by this Message-Signaled
222  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
223  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
224  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
225  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
226  *                      entry would have its own descriptor.
227  * @processor_count:    number of bits enabled in array.
228  * @processor_array:    All the target virtual processors.
229  */
230 struct hv_msi_desc2 {
231         u8      vector;
232         u8      delivery_mode;
233         u16     vector_count;
234         u16     processor_count;
235         u16     processor_array[32];
236 } __packed;
237
238 /**
239  * struct tran_int_desc
240  * @reserved:           unused, padding
241  * @vector_count:       same as in hv_msi_desc
242  * @data:               This is the "data payload" value that is
243  *                      written by the device when it generates
244  *                      a message-signaled interrupt, either MSI
245  *                      or MSI-X.
246  * @address:            This is the address to which the data
247  *                      payload is written on interrupt
248  *                      generation.
249  */
250 struct tran_int_desc {
251         u16     reserved;
252         u16     vector_count;
253         u32     data;
254         u64     address;
255 } __packed;
256
257 /*
258  * A generic message format for virtual PCI.
259  * Specific message formats are defined later in the file.
260  */
261
262 struct pci_message {
263         u32 type;
264 } __packed;
265
266 struct pci_child_message {
267         struct pci_message message_type;
268         union win_slot_encoding wslot;
269 } __packed;
270
271 struct pci_incoming_message {
272         struct vmpacket_descriptor hdr;
273         struct pci_message message_type;
274 } __packed;
275
276 struct pci_response {
277         struct vmpacket_descriptor hdr;
278         s32 status;                     /* negative values are failures */
279 } __packed;
280
281 struct pci_packet {
282         void (*completion_func)(void *context, struct pci_response *resp,
283                                 int resp_packet_size);
284         void *compl_ctxt;
285
286         struct pci_message message[];
287 };
288
289 /*
290  * Specific message types supporting the PCI protocol.
291  */
292
293 /*
294  * Version negotiation message. Sent from the guest to the host.
295  * The guest is free to try different versions until the host
296  * accepts the version.
297  *
298  * pci_version: The protocol version requested.
299  * is_last_attempt: If TRUE, this is the last version guest will request.
300  * reservedz: Reserved field, set to zero.
301  */
302
303 struct pci_version_request {
304         struct pci_message message_type;
305         u32 protocol_version;
306 } __packed;
307
308 /*
309  * Bus D0 Entry.  This is sent from the guest to the host when the virtual
310  * bus (PCI Express port) is ready for action.
311  */
312
313 struct pci_bus_d0_entry {
314         struct pci_message message_type;
315         u32 reserved;
316         u64 mmio_base;
317 } __packed;
318
319 struct pci_bus_relations {
320         struct pci_incoming_message incoming;
321         u32 device_count;
322         struct pci_function_description func[];
323 } __packed;
324
325 struct pci_bus_relations2 {
326         struct pci_incoming_message incoming;
327         u32 device_count;
328         struct pci_function_description2 func[];
329 } __packed;
330
331 struct pci_q_res_req_response {
332         struct vmpacket_descriptor hdr;
333         s32 status;                     /* negative values are failures */
334         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
335 } __packed;
336
337 struct pci_set_power {
338         struct pci_message message_type;
339         union win_slot_encoding wslot;
340         u32 power_state;                /* In Windows terms */
341         u32 reserved;
342 } __packed;
343
344 struct pci_set_power_response {
345         struct vmpacket_descriptor hdr;
346         s32 status;                     /* negative values are failures */
347         union win_slot_encoding wslot;
348         u32 resultant_state;            /* In Windows terms */
349         u32 reserved;
350 } __packed;
351
352 struct pci_resources_assigned {
353         struct pci_message message_type;
354         union win_slot_encoding wslot;
355         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
356         u32 msi_descriptors;
357         u32 reserved[4];
358 } __packed;
359
360 struct pci_resources_assigned2 {
361         struct pci_message message_type;
362         union win_slot_encoding wslot;
363         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
364         u32 msi_descriptor_count;
365         u8 reserved[70];
366 } __packed;
367
368 struct pci_create_interrupt {
369         struct pci_message message_type;
370         union win_slot_encoding wslot;
371         struct hv_msi_desc int_desc;
372 } __packed;
373
374 struct pci_create_int_response {
375         struct pci_response response;
376         u32 reserved;
377         struct tran_int_desc int_desc;
378 } __packed;
379
380 struct pci_create_interrupt2 {
381         struct pci_message message_type;
382         union win_slot_encoding wslot;
383         struct hv_msi_desc2 int_desc;
384 } __packed;
385
386 struct pci_delete_interrupt {
387         struct pci_message message_type;
388         union win_slot_encoding wslot;
389         struct tran_int_desc int_desc;
390 } __packed;
391
392 /*
393  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and bytes_requested.
394  */
395 struct pci_read_block {
396         struct pci_message message_type;
397         u32 block_id;
398         union win_slot_encoding wslot;
399         u32 bytes_requested;
400 } __packed;
401
402 struct pci_read_block_response {
403         struct vmpacket_descriptor hdr;
404         u32 status;
405         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
406 } __packed;
407
408 /*
409  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and byte_count.
410  */
411 struct pci_write_block {
412         struct pci_message message_type;
413         u32 block_id;
414         union win_slot_encoding wslot;
415         u32 byte_count;
416         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
417 } __packed;
418
419 struct pci_dev_inval_block {
420         struct pci_incoming_message incoming;
421         union win_slot_encoding wslot;
422         u64 block_mask;
423 } __packed;
424
425 struct pci_dev_incoming {
426         struct pci_incoming_message incoming;
427         union win_slot_encoding wslot;
428 } __packed;
429
430 struct pci_eject_response {
431         struct pci_message message_type;
432         union win_slot_encoding wslot;
433         u32 status;
434 } __packed;
435
436 static int pci_ring_size = (4 * PAGE_SIZE);
437
438 /*
439  * Driver specific state.
440  */
441
442 enum hv_pcibus_state {
443         hv_pcibus_init = 0,
444         hv_pcibus_probed,
445         hv_pcibus_installed,
446         hv_pcibus_removing,
447         hv_pcibus_removed,
448         hv_pcibus_maximum
449 };
450
451 struct hv_pcibus_device {
452         struct pci_sysdata sysdata;
453         /* Protocol version negotiated with the host */
454         enum pci_protocol_version_t protocol_version;
455         enum hv_pcibus_state state;
456         refcount_t remove_lock;
457         struct hv_device *hdev;
458         resource_size_t low_mmio_space;
459         resource_size_t high_mmio_space;
460         struct resource *mem_config;
461         struct resource *low_mmio_res;
462         struct resource *high_mmio_res;
463         struct completion *survey_event;
464         struct completion remove_event;
465         struct pci_bus *pci_bus;
466         spinlock_t config_lock; /* Avoid two threads writing index page */
467         spinlock_t device_list_lock;    /* Protect lists below */
468         void __iomem *cfg_addr;
469
470         struct list_head resources_for_children;
471
472         struct list_head children;
473         struct list_head dr_list;
474
475         struct msi_domain_info msi_info;
476         struct msi_controller msi_chip;
477         struct irq_domain *irq_domain;
478
479         spinlock_t retarget_msi_interrupt_lock;
480
481         struct workqueue_struct *wq;
482
483         /* Highest slot of child device with resources allocated */
484         int wslot_res_allocated;
485
486         /* hypercall arg, must not cross page boundary */
487         struct hv_retarget_device_interrupt retarget_msi_interrupt_params;
488
489         /*
490          * Don't put anything here: retarget_msi_interrupt_params must be last
491          */
492 };
493
494 /*
495  * Tracks "Device Relations" messages from the host, which must be both
496  * processed in order and deferred so that they don't run in the context
497  * of the incoming packet callback.
498  */
499 struct hv_dr_work {
500         struct work_struct wrk;
501         struct hv_pcibus_device *bus;
502 };
503
504 struct hv_pcidev_description {
505         u16     v_id;   /* vendor ID */
506         u16     d_id;   /* device ID */
507         u8      rev;
508         u8      prog_intf;
509         u8      subclass;
510         u8      base_class;
511         u32     subsystem_id;
512         union   win_slot_encoding win_slot;
513         u32     ser;    /* serial number */
514         u32     flags;
515         u16     virtual_numa_node;
516 };
517
518 struct hv_dr_state {
519         struct list_head list_entry;
520         u32 device_count;
521         struct hv_pcidev_description func[];
522 };
523
524 enum hv_pcichild_state {
525         hv_pcichild_init = 0,
526         hv_pcichild_requirements,
527         hv_pcichild_resourced,
528         hv_pcichild_ejecting,
529         hv_pcichild_maximum
530 };
531
532 struct hv_pci_dev {
533         /* List protected by pci_rescan_remove_lock */
534         struct list_head list_entry;
535         refcount_t refs;
536         enum hv_pcichild_state state;
537         struct pci_slot *pci_slot;
538         struct hv_pcidev_description desc;
539         bool reported_missing;
540         struct hv_pcibus_device *hbus;
541         struct work_struct wrk;
542
543         void (*block_invalidate)(void *context, u64 block_mask);
544         void *invalidate_context;
545
546         /*
547          * What would be observed if one wrote 0xFFFFFFFF to a BAR and then
548          * read it back, for each of the BAR offsets within config space.
549          */
550         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
551 };
552
553 struct hv_pci_compl {
554         struct completion host_event;
555         s32 completion_status;
556 };
557
558 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context);
559
560 /**
561  * hv_pci_generic_compl() - Invoked for a completion packet
562  * @context:            Set up by the sender of the packet.
563  * @resp:               The response packet
564  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the packet
565  *
566  * This function is used to trigger an event and report status
567  * for any message for which the completion packet contains a
568  * status and nothing else.
569  */
570 static void hv_pci_generic_compl(void *context, struct pci_response *resp,
571                                  int resp_packet_size)
572 {
573         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
574
575         if (resp_packet_size >= offsetofend(struct pci_response, status))
576                 comp_pkt->completion_status = resp->status;
577         else
578                 comp_pkt->completion_status = -1;
579
580         complete(&comp_pkt->host_event);
581 }
582
583 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
584                                                 u32 wslot);
585
586 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
587 {
588         refcount_inc(&hpdev->refs);
589 }
590
591 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
592 {
593         if (refcount_dec_and_test(&hpdev->refs))
594                 kfree(hpdev);
595 }
596
597 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
598 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
599
600 /*
601  * There is no good way to get notified from vmbus_onoffer_rescind(),
602  * so let's use polling here, since this is not a hot path.
603  */
604 static int wait_for_response(struct hv_device *hdev,
605                              struct completion *comp)
606 {
607         while (true) {
608                 if (hdev->channel->rescind) {
609                         dev_warn_once(&hdev->device, "The device is gone.\n");
610                         return -ENODEV;
611                 }
612
613                 if (wait_for_completion_timeout(comp, HZ / 10))
614                         break;
615         }
616
617         return 0;
618 }
619
620 /**
621  * devfn_to_wslot() - Convert from Linux PCI slot to Windows
622  * @devfn:      The Linux representation of PCI slot
623  *
624  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
625  *
626  * Return: The Windows representation
627  */
628 static u32 devfn_to_wslot(int devfn)
629 {
630         union win_slot_encoding wslot;
631
632         wslot.slot = 0;
633         wslot.bits.dev = PCI_SLOT(devfn);
634         wslot.bits.func = PCI_FUNC(devfn);
635
636         return wslot.slot;
637 }
638
639 /**
640  * wslot_to_devfn() - Convert from Windows PCI slot to Linux
641  * @wslot:      The Windows representation of PCI slot
642  *
643  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
644  *
645  * Return: The Linux representation
646  */
647 static int wslot_to_devfn(u32 wslot)
648 {
649         union win_slot_encoding slot_no;
650
651         slot_no.slot = wslot;
652         return PCI_DEVFN(slot_no.bits.dev, slot_no.bits.func);
653 }
654
655 /*
656  * PCI Configuration Space for these root PCI buses is implemented as a pair
657  * of pages in memory-mapped I/O space.  Writing to the first page chooses
658  * the PCI function being written or read.  Once the first page has been
659  * written to, the following page maps in the entire configuration space of
660  * the function.
661  */
662
663 /**
664  * _hv_pcifront_read_config() - Internal PCI config read
665  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
666  * @where:      Offset within config space
667  * @size:       Size of the transfer
668  * @val:        Pointer to the buffer receiving the data
669  */
670 static void _hv_pcifront_read_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
671                                      int size, u32 *val)
672 {
673         unsigned long flags;
674         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
675
676         /*
677          * If the attempt is to read the IDs or the ROM BAR, simulate that.
678          */
679         if (where + size <= PCI_COMMAND) {
680                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.v_id) + where, size);
681         } else if (where >= PCI_CLASS_REVISION && where + size <=
682                    PCI_CACHE_LINE_SIZE) {
683                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.rev) + where -
684                        PCI_CLASS_REVISION, size);
685         } else if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID && where + size <=
686                    PCI_ROM_ADDRESS) {
687                 memcpy(val, (u8 *)&hpdev->desc.subsystem_id + where -
688                        PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID, size);
689         } else if (where >= PCI_ROM_ADDRESS && where + size <=
690                    PCI_CAPABILITY_LIST) {
691                 /* ROM BARs are unimplemented */
692                 *val = 0;
693         } else if (where >= PCI_INTERRUPT_LINE && where + size <=
694                    PCI_INTERRUPT_PIN) {
695                 /*
696                  * Interrupt Line and Interrupt PIN are hard-wired to zero
697                  * because this front-end only supports message-signaled
698                  * interrupts.
699                  */
700                 *val = 0;
701         } else if (where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
702                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
703                 /* Choose the function to be read. (See comment above) */
704                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
705                 /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
706                 mb();
707                 /* Read from that function's config space. */
708                 switch (size) {
709                 case 1:
710                         *val = readb(addr);
711                         break;
712                 case 2:
713                         *val = readw(addr);
714                         break;
715                 default:
716                         *val = readl(addr);
717                         break;
718                 }
719                 /*
720                  * Make sure the read was done before we release the spinlock
721                  * allowing consecutive reads/writes.
722                  */
723                 mb();
724                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
725         } else {
726                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
727                         "Attempt to read beyond a function's config space.\n");
728         }
729 }
730
731 static u16 hv_pcifront_get_vendor_id(struct hv_pci_dev *hpdev)
732 {
733         u16 ret;
734         unsigned long flags;
735         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET +
736                              PCI_VENDOR_ID;
737
738         spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
739
740         /* Choose the function to be read. (See comment above) */
741         writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
742         /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
743         mb();
744         /* Read from that function's config space. */
745         ret = readw(addr);
746         /*
747          * mb() is not required here, because the spin_unlock_irqrestore()
748          * is a barrier.
749          */
750
751         spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
752
753         return ret;
754 }
755
756 /**
757  * _hv_pcifront_write_config() - Internal PCI config write
758  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
759  * @where:      Offset within config space
760  * @size:       Size of the transfer
761  * @val:        The data being transferred
762  */
763 static void _hv_pcifront_write_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
764                                       int size, u32 val)
765 {
766         unsigned long flags;
767         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
768
769         if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID &&
770             where + size <= PCI_CAPABILITY_LIST) {
771                 /* SSIDs and ROM BARs are read-only */
772         } else if (where >= PCI_COMMAND && where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
773                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
774                 /* Choose the function to be written. (See comment above) */
775                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
776                 /* Make sure the function was chosen before we start writing. */
777                 wmb();
778                 /* Write to that function's config space. */
779                 switch (size) {
780                 case 1:
781                         writeb(val, addr);
782                         break;
783                 case 2:
784                         writew(val, addr);
785                         break;
786                 default:
787                         writel(val, addr);
788                         break;
789                 }
790                 /*
791                  * Make sure the write was done before we release the spinlock
792                  * allowing consecutive reads/writes.
793                  */
794                 mb();
795                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
796         } else {
797                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
798                         "Attempt to write beyond a function's config space.\n");
799         }
800 }
801
802 /**
803  * hv_pcifront_read_config() - Read configuration space
804  * @bus: PCI Bus structure
805  * @devfn: Device/function
806  * @where: Offset from base
807  * @size: Byte/word/dword
808  * @val: Value to be read
809  *
810  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
811  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
812  */
813 static int hv_pcifront_read_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
814                                    int where, int size, u32 *val)
815 {
816         struct hv_pcibus_device *hbus =
817                 container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
818         struct hv_pci_dev *hpdev;
819
820         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
821         if (!hpdev)
822                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
823
824         _hv_pcifront_read_config(hpdev, where, size, val);
825
826         put_pcichild(hpdev);
827         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
828 }
829
830 /**
831  * hv_pcifront_write_config() - Write configuration space
832  * @bus: PCI Bus structure
833  * @devfn: Device/function
834  * @where: Offset from base
835  * @size: Byte/word/dword
836  * @val: Value to be written to device
837  *
838  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
839  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
840  */
841 static int hv_pcifront_write_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
842                                     int where, int size, u32 val)
843 {
844         struct hv_pcibus_device *hbus =
845             container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
846         struct hv_pci_dev *hpdev;
847
848         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
849         if (!hpdev)
850                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
851
852         _hv_pcifront_write_config(hpdev, where, size, val);
853
854         put_pcichild(hpdev);
855         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
856 }
857
858 /* PCIe operations */
859 static struct pci_ops hv_pcifront_ops = {
860         .read  = hv_pcifront_read_config,
861         .write = hv_pcifront_write_config,
862 };
863
864 /*
865  * Paravirtual backchannel
866  *
867  * Hyper-V SR-IOV provides a backchannel mechanism in software for
868  * communication between a VF driver and a PF driver.  These
869  * "configuration blocks" are similar in concept to PCI configuration space,
870  * but instead of doing reads and writes in 32-bit chunks through a very slow
871  * path, packets of up to 128 bytes can be sent or received asynchronously.
872  *
873  * Nearly every SR-IOV device contains just such a communications channel in
874  * hardware, so using this one in software is usually optional.  Using the
875  * software channel, however, allows driver implementers to leverage software
876  * tools that fuzz the communications channel looking for vulnerabilities.
877  *
878  * The usage model for these packets puts the responsibility for reading or
879  * writing on the VF driver.  The VF driver sends a read or a write packet,
880  * indicating which "block" is being referred to by number.
881  *
882  * If the PF driver wishes to initiate communication, it can "invalidate" one or
883  * more of the first 64 blocks.  This invalidation is delivered via a callback
884  * supplied by the VF driver by this driver.
885  *
886  * No protocol is implied, except that supplied by the PF and VF drivers.
887  */
888
889 struct hv_read_config_compl {
890         struct hv_pci_compl comp_pkt;
891         void *buf;
892         unsigned int len;
893         unsigned int bytes_returned;
894 };
895
896 /**
897  * hv_pci_read_config_compl() - Invoked when a response packet
898  * for a read config block operation arrives.
899  * @context:            Identifies the read config operation
900  * @resp:               The response packet itself
901  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
902  */
903 static void hv_pci_read_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
904                                      int resp_packet_size)
905 {
906         struct hv_read_config_compl *comp = context;
907         struct pci_read_block_response *read_resp =
908                 (struct pci_read_block_response *)resp;
909         unsigned int data_len, hdr_len;
910
911         hdr_len = offsetof(struct pci_read_block_response, bytes);
912         if (resp_packet_size < hdr_len) {
913                 comp->comp_pkt.completion_status = -1;
914                 goto out;
915         }
916
917         data_len = resp_packet_size - hdr_len;
918         if (data_len > 0 && read_resp->status == 0) {
919                 comp->bytes_returned = min(comp->len, data_len);
920                 memcpy(comp->buf, read_resp->bytes, comp->bytes_returned);
921         } else {
922                 comp->bytes_returned = 0;
923         }
924
925         comp->comp_pkt.completion_status = read_resp->status;
926 out:
927         complete(&comp->comp_pkt.host_event);
928 }
929
930 /**
931  * hv_read_config_block() - Sends a read config block request to
932  * the back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
933  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
934  * @buf:                Buffer into which the config block will be copied.
935  * @len:                Size in bytes of buf.
936  * @block_id:           Identifies the config block which has been requested.
937  * @bytes_returned:     Size which came back from the back-end driver.
938  *
939  * Return: 0 on success, -errno on failure
940  */
941 static int hv_read_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
942                                 unsigned int len, unsigned int block_id,
943                                 unsigned int *bytes_returned)
944 {
945         struct hv_pcibus_device *hbus =
946                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
947                              sysdata);
948         struct {
949                 struct pci_packet pkt;
950                 char buf[sizeof(struct pci_read_block)];
951         } pkt;
952         struct hv_read_config_compl comp_pkt;
953         struct pci_read_block *read_blk;
954         int ret;
955
956         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
957                 return -EINVAL;
958
959         init_completion(&comp_pkt.comp_pkt.host_event);
960         comp_pkt.buf = buf;
961         comp_pkt.len = len;
962
963         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
964         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_read_config_compl;
965         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
966         read_blk = (struct pci_read_block *)&pkt.pkt.message;
967         read_blk->message_type.type = PCI_READ_BLOCK;
968         read_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
969         read_blk->block_id = block_id;
970         read_blk->bytes_requested = len;
971
972         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, read_blk,
973                                sizeof(*read_blk), (unsigned long)&pkt.pkt,
974                                VM_PKT_DATA_INBAND,
975                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
976         if (ret)
977                 return ret;
978
979         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.comp_pkt.host_event);
980         if (ret)
981                 return ret;
982
983         if (comp_pkt.comp_pkt.completion_status != 0 ||
984             comp_pkt.bytes_returned == 0) {
985                 dev_err(&hbus->hdev->device,
986                         "Read Config Block failed: 0x%x, bytes_returned=%d\n",
987                         comp_pkt.comp_pkt.completion_status,
988                         comp_pkt.bytes_returned);
989                 return -EIO;
990         }
991
992         *bytes_returned = comp_pkt.bytes_returned;
993         return 0;
994 }
995
996 /**
997  * hv_pci_write_config_compl() - Invoked when a response packet for a write
998  * config block operation arrives.
999  * @context:            Identifies the write config operation
1000  * @resp:               The response packet itself
1001  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
1002  */
1003 static void hv_pci_write_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1004                                       int resp_packet_size)
1005 {
1006         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
1007
1008         comp_pkt->completion_status = resp->status;
1009         complete(&comp_pkt->host_event);
1010 }
1011
1012 /**
1013  * hv_write_config_block() - Sends a write config block request to the
1014  * back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
1015  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1016  * @buf:                Buffer from which the config block will be copied.
1017  * @len:                Size in bytes of buf.
1018  * @block_id:           Identifies the config block which is being written.
1019  *
1020  * Return: 0 on success, -errno on failure
1021  */
1022 static int hv_write_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
1023                                 unsigned int len, unsigned int block_id)
1024 {
1025         struct hv_pcibus_device *hbus =
1026                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1027                              sysdata);
1028         struct {
1029                 struct pci_packet pkt;
1030                 char buf[sizeof(struct pci_write_block)];
1031                 u32 reserved;
1032         } pkt;
1033         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1034         struct pci_write_block *write_blk;
1035         u32 pkt_size;
1036         int ret;
1037
1038         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
1039                 return -EINVAL;
1040
1041         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1042
1043         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1044         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_write_config_compl;
1045         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
1046         write_blk = (struct pci_write_block *)&pkt.pkt.message;
1047         write_blk->message_type.type = PCI_WRITE_BLOCK;
1048         write_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
1049         write_blk->block_id = block_id;
1050         write_blk->byte_count = len;
1051         memcpy(write_blk->bytes, buf, len);
1052         pkt_size = offsetof(struct pci_write_block, bytes) + len;
1053         /*
1054          * This quirk is required on some hosts shipped around 2018, because
1055          * these hosts don't check the pkt_size correctly (new hosts have been
1056          * fixed since early 2019). The quirk is also safe on very old hosts
1057          * and new hosts, because, on them, what really matters is the length
1058          * specified in write_blk->byte_count.
1059          */
1060         pkt_size += sizeof(pkt.reserved);
1061
1062         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, write_blk, pkt_size,
1063                                (unsigned long)&pkt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1064                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1065         if (ret)
1066                 return ret;
1067
1068         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event);
1069         if (ret)
1070                 return ret;
1071
1072         if (comp_pkt.completion_status != 0) {
1073                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1074                         "Write Config Block failed: 0x%x\n",
1075                         comp_pkt.completion_status);
1076                 return -EIO;
1077         }
1078
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 /**
1083  * hv_register_block_invalidate() - Invoked when a config block invalidation
1084  * arrives from the back-end driver.
1085  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1086  * @context:            Identifies the device.
1087  * @block_invalidate:   Identifies all of the blocks being invalidated.
1088  *
1089  * Return: 0 on success, -errno on failure
1090  */
1091 static int hv_register_block_invalidate(struct pci_dev *pdev, void *context,
1092                                         void (*block_invalidate)(void *context,
1093                                                                  u64 block_mask))
1094 {
1095         struct hv_pcibus_device *hbus =
1096                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1097                              sysdata);
1098         struct hv_pci_dev *hpdev;
1099
1100         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1101         if (!hpdev)
1102                 return -ENODEV;
1103
1104         hpdev->block_invalidate = block_invalidate;
1105         hpdev->invalidate_context = context;
1106
1107         put_pcichild(hpdev);
1108         return 0;
1109
1110 }
1111
1112 /* Interrupt management hooks */
1113 static void hv_int_desc_free(struct hv_pci_dev *hpdev,
1114                              struct tran_int_desc *int_desc)
1115 {
1116         struct pci_delete_interrupt *int_pkt;
1117         struct {
1118                 struct pci_packet pkt;
1119                 u8 buffer[sizeof(struct pci_delete_interrupt)];
1120         } ctxt;
1121
1122         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1123         int_pkt = (struct pci_delete_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
1124         int_pkt->message_type.type =
1125                 PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE;
1126         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
1127         int_pkt->int_desc = *int_desc;
1128         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt, sizeof(*int_pkt),
1129                          (unsigned long)&ctxt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
1130         kfree(int_desc);
1131 }
1132
1133 /**
1134  * hv_msi_free() - Free the MSI.
1135  * @domain:     The interrupt domain pointer
1136  * @info:       Extra MSI-related context
1137  * @irq:        Identifies the IRQ.
1138  *
1139  * The Hyper-V parent partition and hypervisor are tracking the
1140  * messages that are in use, keeping the interrupt redirection
1141  * table up to date.  This callback sends a message that frees
1142  * the IRT entry and related tracking nonsense.
1143  */
1144 static void hv_msi_free(struct irq_domain *domain, struct msi_domain_info *info,
1145                         unsigned int irq)
1146 {
1147         struct hv_pcibus_device *hbus;
1148         struct hv_pci_dev *hpdev;
1149         struct pci_dev *pdev;
1150         struct tran_int_desc *int_desc;
1151         struct irq_data *irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, irq);
1152         struct msi_desc *msi = irq_data_get_msi_desc(irq_data);
1153
1154         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi);
1155         hbus = info->data;
1156         int_desc = irq_data_get_irq_chip_data(irq_data);
1157         if (!int_desc)
1158                 return;
1159
1160         irq_data->chip_data = NULL;
1161         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1162         if (!hpdev) {
1163                 kfree(int_desc);
1164                 return;
1165         }
1166
1167         hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
1168         put_pcichild(hpdev);
1169 }
1170
1171 static int hv_set_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
1172                            bool force)
1173 {
1174         struct irq_data *parent = data->parent_data;
1175
1176         return parent->chip->irq_set_affinity(parent, dest, force);
1177 }
1178
1179 static void hv_irq_mask(struct irq_data *data)
1180 {
1181         pci_msi_mask_irq(data);
1182 }
1183
1184 /**
1185  * hv_irq_unmask() - "Unmask" the IRQ by setting its current
1186  * affinity.
1187  * @data:       Describes the IRQ
1188  *
1189  * Build new a destination for the MSI and make a hypercall to
1190  * update the Interrupt Redirection Table. "Device Logical ID"
1191  * is built out of this PCI bus's instance GUID and the function
1192  * number of the device.
1193  */
1194 static void hv_irq_unmask(struct irq_data *data)
1195 {
1196         struct msi_desc *msi_desc = irq_data_get_msi_desc(data);
1197         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
1198         struct hv_retarget_device_interrupt *params;
1199         struct hv_pcibus_device *hbus;
1200         struct cpumask *dest;
1201         cpumask_var_t tmp;
1202         struct pci_bus *pbus;
1203         struct pci_dev *pdev;
1204         unsigned long flags;
1205         u32 var_size = 0;
1206         int cpu, nr_bank;
1207         u64 res;
1208
1209         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
1210         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
1211         pbus = pdev->bus;
1212         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1213
1214         spin_lock_irqsave(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock, flags);
1215
1216         params = &hbus->retarget_msi_interrupt_params;
1217         memset(params, 0, sizeof(*params));
1218         params->partition_id = HV_PARTITION_ID_SELF;
1219         params->int_entry.source = 1; /* MSI(-X) */
1220         hv_set_msi_entry_from_desc(&params->int_entry.msi_entry, msi_desc);
1221         params->device_id = (hbus->hdev->dev_instance.b[5] << 24) |
1222                            (hbus->hdev->dev_instance.b[4] << 16) |
1223                            (hbus->hdev->dev_instance.b[7] << 8) |
1224                            (hbus->hdev->dev_instance.b[6] & 0xf8) |
1225                            PCI_FUNC(pdev->devfn);
1226         params->int_target.vector = cfg->vector;
1227
1228         /*
1229          * Honoring apic->irq_delivery_mode set to dest_Fixed by
1230          * setting the HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_MULTICAST flag results in a
1231          * spurious interrupt storm. Not doing so does not seem to have a
1232          * negative effect (yet?).
1233          */
1234
1235         if (hbus->protocol_version >= PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
1236                 /*
1237                  * PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2 supports the VP_SET version of the
1238                  * HVCALL_RETARGET_INTERRUPT hypercall, which also coincides
1239                  * with >64 VP support.
1240                  * ms_hyperv.hints & HV_X64_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED
1241                  * is not sufficient for this hypercall.
1242                  */
1243                 params->int_target.flags |=
1244                         HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_PROCESSOR_SET;
1245
1246                 if (!alloc_cpumask_var(&tmp, GFP_ATOMIC)) {
1247                         res = 1;
1248                         goto exit_unlock;
1249                 }
1250
1251                 cpumask_and(tmp, dest, cpu_online_mask);
1252                 nr_bank = cpumask_to_vpset(&params->int_target.vp_set, tmp);
1253                 free_cpumask_var(tmp);
1254
1255                 if (nr_bank <= 0) {
1256                         res = 1;
1257                         goto exit_unlock;
1258                 }
1259
1260                 /*
1261                  * var-sized hypercall, var-size starts after vp_mask (thus
1262                  * vp_set.format does not count, but vp_set.valid_bank_mask
1263                  * does).
1264                  */
1265                 var_size = 1 + nr_bank;
1266         } else {
1267                 for_each_cpu_and(cpu, dest, cpu_online_mask) {
1268                         params->int_target.vp_mask |=
1269                                 (1ULL << hv_cpu_number_to_vp_number(cpu));
1270                 }
1271         }
1272
1273         res = hv_do_hypercall(HVCALL_RETARGET_INTERRUPT | (var_size << 17),
1274                               params, NULL);
1275
1276 exit_unlock:
1277         spin_unlock_irqrestore(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock, flags);
1278
1279         /*
1280          * During hibernation, when a CPU is offlined, the kernel tries
1281          * to move the interrupt to the remaining CPUs that haven't
1282          * been offlined yet. In this case, the below hv_do_hypercall()
1283          * always fails since the vmbus channel has been closed:
1284          * refer to cpu_disable_common() -> fixup_irqs() ->
1285          * irq_migrate_all_off_this_cpu() -> migrate_one_irq().
1286          *
1287          * Suppress the error message for hibernation because the failure
1288          * during hibernation does not matter (at this time all the devices
1289          * have been frozen). Note: the correct affinity info is still updated
1290          * into the irqdata data structure in migrate_one_irq() ->
1291          * irq_do_set_affinity() -> hv_set_affinity(), so later when the VM
1292          * resumes, hv_pci_restore_msi_state() is able to correctly restore
1293          * the interrupt with the correct affinity.
1294          */
1295         if (res && hbus->state != hv_pcibus_removing)
1296                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1297                         "%s() failed: %#llx", __func__, res);
1298
1299         pci_msi_unmask_irq(data);
1300 }
1301
1302 struct compose_comp_ctxt {
1303         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1304         struct tran_int_desc int_desc;
1305 };
1306
1307 static void hv_pci_compose_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1308                                  int resp_packet_size)
1309 {
1310         struct compose_comp_ctxt *comp_pkt = context;
1311         struct pci_create_int_response *int_resp =
1312                 (struct pci_create_int_response *)resp;
1313
1314         comp_pkt->comp_pkt.completion_status = resp->status;
1315         comp_pkt->int_desc = int_resp->int_desc;
1316         complete(&comp_pkt->comp_pkt.host_event);
1317 }
1318
1319 static u32 hv_compose_msi_req_v1(
1320         struct pci_create_interrupt *int_pkt, struct cpumask *affinity,
1321         u32 slot, u8 vector)
1322 {
1323         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE;
1324         int_pkt->wslot.slot = slot;
1325         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1326         int_pkt->int_desc.vector_count = 1;
1327         int_pkt->int_desc.delivery_mode = dest_Fixed;
1328
1329         /*
1330          * Create MSI w/ dummy vCPU set, overwritten by subsequent retarget in
1331          * hv_irq_unmask().
1332          */
1333         int_pkt->int_desc.cpu_mask = CPU_AFFINITY_ALL;
1334
1335         return sizeof(*int_pkt);
1336 }
1337
1338 static u32 hv_compose_msi_req_v2(
1339         struct pci_create_interrupt2 *int_pkt, struct cpumask *affinity,
1340         u32 slot, u8 vector)
1341 {
1342         int cpu;
1343
1344         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2;
1345         int_pkt->wslot.slot = slot;
1346         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1347         int_pkt->int_desc.vector_count = 1;
1348         int_pkt->int_desc.delivery_mode = dest_Fixed;
1349
1350         /*
1351          * Create MSI w/ dummy vCPU set targeting just one vCPU, overwritten
1352          * by subsequent retarget in hv_irq_unmask().
1353          */
1354         cpu = cpumask_first_and(affinity, cpu_online_mask);
1355         int_pkt->int_desc.processor_array[0] =
1356                 hv_cpu_number_to_vp_number(cpu);
1357         int_pkt->int_desc.processor_count = 1;
1358
1359         return sizeof(*int_pkt);
1360 }
1361
1362 /**
1363  * hv_compose_msi_msg() - Supplies a valid MSI address/data
1364  * @data:       Everything about this MSI
1365  * @msg:        Buffer that is filled in by this function
1366  *
1367  * This function unpacks the IRQ looking for target CPU set, IDT
1368  * vector and mode and sends a message to the parent partition
1369  * asking for a mapping for that tuple in this partition.  The
1370  * response supplies a data value and address to which that data
1371  * should be written to trigger that interrupt.
1372  */
1373 static void hv_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
1374 {
1375         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
1376         struct hv_pcibus_device *hbus;
1377         struct vmbus_channel *channel;
1378         struct hv_pci_dev *hpdev;
1379         struct pci_bus *pbus;
1380         struct pci_dev *pdev;
1381         struct cpumask *dest;
1382         struct compose_comp_ctxt comp;
1383         struct tran_int_desc *int_desc;
1384         struct {
1385                 struct pci_packet pci_pkt;
1386                 union {
1387                         struct pci_create_interrupt v1;
1388                         struct pci_create_interrupt2 v2;
1389                 } int_pkts;
1390         } __packed ctxt;
1391
1392         u32 size;
1393         int ret;
1394
1395         pdev = msi_desc_to_pci_dev(irq_data_get_msi_desc(data));
1396         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
1397         pbus = pdev->bus;
1398         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1399         channel = hbus->hdev->channel;
1400         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1401         if (!hpdev)
1402                 goto return_null_message;
1403
1404         /* Free any previous message that might have already been composed. */
1405         if (data->chip_data) {
1406                 int_desc = data->chip_data;
1407                 data->chip_data = NULL;
1408                 hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
1409         }
1410
1411         int_desc = kzalloc(sizeof(*int_desc), GFP_ATOMIC);
1412         if (!int_desc)
1413                 goto drop_reference;
1414
1415         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1416         init_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1417         ctxt.pci_pkt.completion_func = hv_pci_compose_compl;
1418         ctxt.pci_pkt.compl_ctxt = &comp;
1419
1420         switch (hbus->protocol_version) {
1421         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1:
1422                 size = hv_compose_msi_req_v1(&ctxt.int_pkts.v1,
1423                                         dest,
1424                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1425                                         cfg->vector);
1426                 break;
1427
1428         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2:
1429         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3:
1430                 size = hv_compose_msi_req_v2(&ctxt.int_pkts.v2,
1431                                         dest,
1432                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1433                                         cfg->vector);
1434                 break;
1435
1436         default:
1437                 /* As we only negotiate protocol versions known to this driver,
1438                  * this path should never hit. However, this is it not a hot
1439                  * path so we print a message to aid future updates.
1440                  */
1441                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1442                         "Unexpected vPCI protocol, update driver.");
1443                 goto free_int_desc;
1444         }
1445
1446         ret = vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, &ctxt.int_pkts,
1447                                size, (unsigned long)&ctxt.pci_pkt,
1448                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1449                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1450         if (ret) {
1451                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1452                         "Sending request for interrupt failed: 0x%x",
1453                         comp.comp_pkt.completion_status);
1454                 goto free_int_desc;
1455         }
1456
1457         /*
1458          * Prevents hv_pci_onchannelcallback() from running concurrently
1459          * in the tasklet.
1460          */
1461         tasklet_disable(&channel->callback_event);
1462
1463         /*
1464          * Since this function is called with IRQ locks held, can't
1465          * do normal wait for completion; instead poll.
1466          */
1467         while (!try_wait_for_completion(&comp.comp_pkt.host_event)) {
1468                 unsigned long flags;
1469
1470                 /* 0xFFFF means an invalid PCI VENDOR ID. */
1471                 if (hv_pcifront_get_vendor_id(hpdev) == 0xFFFF) {
1472                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
1473                                      "the device has gone\n");
1474                         goto enable_tasklet;
1475                 }
1476
1477                 /*
1478                  * Make sure that the ring buffer data structure doesn't get
1479                  * freed while we dereference the ring buffer pointer.  Test
1480                  * for the channel's onchannel_callback being NULL within a
1481                  * sched_lock critical section.  See also the inline comments
1482                  * in vmbus_reset_channel_cb().
1483                  */
1484                 spin_lock_irqsave(&channel->sched_lock, flags);
1485                 if (unlikely(channel->onchannel_callback == NULL)) {
1486                         spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
1487                         goto enable_tasklet;
1488                 }
1489                 hv_pci_onchannelcallback(hbus);
1490                 spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
1491
1492                 if (hpdev->state == hv_pcichild_ejecting) {
1493                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
1494                                      "the device is being ejected\n");
1495                         goto enable_tasklet;
1496                 }
1497
1498                 udelay(100);
1499         }
1500
1501         tasklet_enable(&channel->callback_event);
1502
1503         if (comp.comp_pkt.completion_status < 0) {
1504                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1505                         "Request for interrupt failed: 0x%x",
1506                         comp.comp_pkt.completion_status);
1507                 goto free_int_desc;
1508         }
1509
1510         /*
1511          * Record the assignment so that this can be unwound later. Using
1512          * irq_set_chip_data() here would be appropriate, but the lock it takes
1513          * is already held.
1514          */
1515         *int_desc = comp.int_desc;
1516         data->chip_data = int_desc;
1517
1518         /* Pass up the result. */
1519         msg->address_hi = comp.int_desc.address >> 32;
1520         msg->address_lo = comp.int_desc.address & 0xffffffff;
1521         msg->data = comp.int_desc.data;
1522
1523         put_pcichild(hpdev);
1524         return;
1525
1526 enable_tasklet:
1527         tasklet_enable(&channel->callback_event);
1528 free_int_desc:
1529         kfree(int_desc);
1530 drop_reference:
1531         put_pcichild(hpdev);
1532 return_null_message:
1533         msg->address_hi = 0;
1534         msg->address_lo = 0;
1535         msg->data = 0;
1536 }
1537
1538 /* HW Interrupt Chip Descriptor */
1539 static struct irq_chip hv_msi_irq_chip = {
1540         .name                   = "Hyper-V PCIe MSI",
1541         .irq_compose_msi_msg    = hv_compose_msi_msg,
1542         .irq_set_affinity       = hv_set_affinity,
1543         .irq_ack                = irq_chip_ack_parent,
1544         .irq_mask               = hv_irq_mask,
1545         .irq_unmask             = hv_irq_unmask,
1546 };
1547
1548 static struct msi_domain_ops hv_msi_ops = {
1549         .msi_prepare    = pci_msi_prepare,
1550         .msi_free       = hv_msi_free,
1551 };
1552
1553 /**
1554  * hv_pcie_init_irq_domain() - Initialize IRQ domain
1555  * @hbus:       The root PCI bus
1556  *
1557  * This function creates an IRQ domain which will be used for
1558  * interrupts from devices that have been passed through.  These
1559  * devices only support MSI and MSI-X, not line-based interrupts
1560  * or simulations of line-based interrupts through PCIe's
1561  * fabric-layer messages.  Because interrupts are remapped, we
1562  * can support multi-message MSI here.
1563  *
1564  * Return: '0' on success and error value on failure
1565  */
1566 static int hv_pcie_init_irq_domain(struct hv_pcibus_device *hbus)
1567 {
1568         hbus->msi_info.chip = &hv_msi_irq_chip;
1569         hbus->msi_info.ops = &hv_msi_ops;
1570         hbus->msi_info.flags = (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS |
1571                 MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS | MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI |
1572                 MSI_FLAG_PCI_MSIX);
1573         hbus->msi_info.handler = handle_edge_irq;
1574         hbus->msi_info.handler_name = "edge";
1575         hbus->msi_info.data = hbus;
1576         hbus->irq_domain = pci_msi_create_irq_domain(hbus->sysdata.fwnode,
1577                                                      &hbus->msi_info,
1578                                                      x86_vector_domain);
1579         if (!hbus->irq_domain) {
1580                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1581                         "Failed to build an MSI IRQ domain\n");
1582                 return -ENODEV;
1583         }
1584
1585         return 0;
1586 }
1587
1588 /**
1589  * get_bar_size() - Get the address space consumed by a BAR
1590  * @bar_val:    Value that a BAR returned after -1 was written
1591  *              to it.
1592  *
1593  * This function returns the size of the BAR, rounded up to 1
1594  * page.  It has to be rounded up because the hypervisor's page
1595  * table entry that maps the BAR into the VM can't specify an
1596  * offset within a page.  The invariant is that the hypervisor
1597  * must place any BARs of smaller than page length at the
1598  * beginning of a page.
1599  *
1600  * Return:      Size in bytes of the consumed MMIO space.
1601  */
1602 static u64 get_bar_size(u64 bar_val)
1603 {
1604         return round_up((1 + ~(bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK)),
1605                         PAGE_SIZE);
1606 }
1607
1608 /**
1609  * survey_child_resources() - Total all MMIO requirements
1610  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1611  */
1612 static void survey_child_resources(struct hv_pcibus_device *hbus)
1613 {
1614         struct hv_pci_dev *hpdev;
1615         resource_size_t bar_size = 0;
1616         unsigned long flags;
1617         struct completion *event;
1618         u64 bar_val;
1619         int i;
1620
1621         /* If nobody is waiting on the answer, don't compute it. */
1622         event = xchg(&hbus->survey_event, NULL);
1623         if (!event)
1624                 return;
1625
1626         /* If the answer has already been computed, go with it. */
1627         if (hbus->low_mmio_space || hbus->high_mmio_space) {
1628                 complete(event);
1629                 return;
1630         }
1631
1632         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1633
1634         /*
1635          * Due to an interesting quirk of the PCI spec, all memory regions
1636          * for a child device are a power of 2 in size and aligned in memory,
1637          * so it's sufficient to just add them up without tracking alignment.
1638          */
1639         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1640                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1641                         if (hpdev->probed_bar[i] & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
1642                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1643                                         "There's an I/O BAR in this list!\n");
1644
1645                         if (hpdev->probed_bar[i] != 0) {
1646                                 /*
1647                                  * A probed BAR has all the upper bits set that
1648                                  * can be changed.
1649                                  */
1650
1651                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1652                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1653                                         bar_val |=
1654                                         ((u64)hpdev->probed_bar[++i] << 32);
1655                                 else
1656                                         bar_val |= 0xffffffff00000000ULL;
1657
1658                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1659
1660                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1661                                         hbus->high_mmio_space += bar_size;
1662                                 else
1663                                         hbus->low_mmio_space += bar_size;
1664                         }
1665                 }
1666         }
1667
1668         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1669         complete(event);
1670 }
1671
1672 /**
1673  * prepopulate_bars() - Fill in BARs with defaults
1674  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1675  *
1676  * The core PCI driver code seems much, much happier if the BARs
1677  * for a device have values upon first scan. So fill them in.
1678  * The algorithm below works down from large sizes to small,
1679  * attempting to pack the assignments optimally. The assumption,
1680  * enforced in other parts of the code, is that the beginning of
1681  * the memory-mapped I/O space will be aligned on the largest
1682  * BAR size.
1683  */
1684 static void prepopulate_bars(struct hv_pcibus_device *hbus)
1685 {
1686         resource_size_t high_size = 0;
1687         resource_size_t low_size = 0;
1688         resource_size_t high_base = 0;
1689         resource_size_t low_base = 0;
1690         resource_size_t bar_size;
1691         struct hv_pci_dev *hpdev;
1692         unsigned long flags;
1693         u64 bar_val;
1694         u32 command;
1695         bool high;
1696         int i;
1697
1698         if (hbus->low_mmio_space) {
1699                 low_size = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
1700                 low_base = hbus->low_mmio_res->start;
1701         }
1702
1703         if (hbus->high_mmio_space) {
1704                 high_size = 1ULL <<
1705                         (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
1706                 high_base = hbus->high_mmio_res->start;
1707         }
1708
1709         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1710
1711         /*
1712          * Clear the memory enable bit, in case it's already set. This occurs
1713          * in the suspend path of hibernation, where the device is suspended,
1714          * resumed and suspended again: see hibernation_snapshot() and
1715          * hibernation_platform_enter().
1716          *
1717          * If the memory enable bit is already set, Hyper-V sliently ignores
1718          * the below BAR updates, and the related PCI device driver can not
1719          * work, because reading from the device register(s) always returns
1720          * 0xFFFFFFFF.
1721          */
1722         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1723                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, &command);
1724                 command &= ~PCI_COMMAND_MEMORY;
1725                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, command);
1726         }
1727
1728         /* Pick addresses for the BARs. */
1729         do {
1730                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1731                         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1732                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1733                                 if (bar_val == 0)
1734                                         continue;
1735                                 high = bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64;
1736                                 if (high) {
1737                                         bar_val |=
1738                                                 ((u64)hpdev->probed_bar[i + 1]
1739                                                  << 32);
1740                                 } else {
1741                                         bar_val |= 0xffffffffULL << 32;
1742                                 }
1743                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1744                                 if (high) {
1745                                         if (high_size != bar_size) {
1746                                                 i++;
1747                                                 continue;
1748                                         }
1749                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1750                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1751                                                 4,
1752                                                 (u32)(high_base & 0xffffff00));
1753                                         i++;
1754                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1755                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1756                                                 4, (u32)(high_base >> 32));
1757                                         high_base += bar_size;
1758                                 } else {
1759                                         if (low_size != bar_size)
1760                                                 continue;
1761                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1762                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1763                                                 4,
1764                                                 (u32)(low_base & 0xffffff00));
1765                                         low_base += bar_size;
1766                                 }
1767                         }
1768                         if (high_size <= 1 && low_size <= 1) {
1769                                 /* Set the memory enable bit. */
1770                                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1771                                                          &command);
1772                                 command |= PCI_COMMAND_MEMORY;
1773                                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1774                                                           command);
1775                                 break;
1776                         }
1777                 }
1778
1779                 high_size >>= 1;
1780                 low_size >>= 1;
1781         }  while (high_size || low_size);
1782
1783         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1784 }
1785
1786 /*
1787  * Assign entries in sysfs pci slot directory.
1788  *
1789  * Note that this function does not need to lock the children list
1790  * because it is called from pci_devices_present_work which
1791  * is serialized with hv_eject_device_work because they are on the
1792  * same ordered workqueue. Therefore hbus->children list will not change
1793  * even when pci_create_slot sleeps.
1794  */
1795 static void hv_pci_assign_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
1796 {
1797         struct hv_pci_dev *hpdev;
1798         char name[SLOT_NAME_SIZE];
1799         int slot_nr;
1800
1801         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1802                 if (hpdev->pci_slot)
1803                         continue;
1804
1805                 slot_nr = PCI_SLOT(wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot));
1806                 snprintf(name, SLOT_NAME_SIZE, "%u", hpdev->desc.ser);
1807                 hpdev->pci_slot = pci_create_slot(hbus->pci_bus, slot_nr,
1808                                           name, NULL);
1809                 if (IS_ERR(hpdev->pci_slot)) {
1810                         pr_warn("pci_create slot %s failed\n", name);
1811                         hpdev->pci_slot = NULL;
1812                 }
1813         }
1814 }
1815
1816 /*
1817  * Remove entries in sysfs pci slot directory.
1818  */
1819 static void hv_pci_remove_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
1820 {
1821         struct hv_pci_dev *hpdev;
1822
1823         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1824                 if (!hpdev->pci_slot)
1825                         continue;
1826                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
1827                 hpdev->pci_slot = NULL;
1828         }
1829 }
1830
1831 /*
1832  * Set NUMA node for the devices on the bus
1833  */
1834 static void hv_pci_assign_numa_node(struct hv_pcibus_device *hbus)
1835 {
1836         struct pci_dev *dev;
1837         struct pci_bus *bus = hbus->pci_bus;
1838         struct hv_pci_dev *hv_dev;
1839
1840         list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {
1841                 hv_dev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(dev->devfn));
1842                 if (!hv_dev)
1843                         continue;
1844
1845                 if (hv_dev->desc.flags & HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY)
1846                         set_dev_node(&dev->dev, hv_dev->desc.virtual_numa_node);
1847
1848                 put_pcichild(hv_dev);
1849         }
1850 }
1851
1852 /**
1853  * create_root_hv_pci_bus() - Expose a new root PCI bus
1854  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1855  *
1856  * Return: 0 on success, -errno on failure
1857  */
1858 static int create_root_hv_pci_bus(struct hv_pcibus_device *hbus)
1859 {
1860         /* Register the device */
1861         hbus->pci_bus = pci_create_root_bus(&hbus->hdev->device,
1862                                             0, /* bus number is always zero */
1863                                             &hv_pcifront_ops,
1864                                             &hbus->sysdata,
1865                                             &hbus->resources_for_children);
1866         if (!hbus->pci_bus)
1867                 return -ENODEV;
1868
1869         hbus->pci_bus->msi = &hbus->msi_chip;
1870         hbus->pci_bus->msi->dev = &hbus->hdev->device;
1871
1872         pci_lock_rescan_remove();
1873         pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
1874         hv_pci_assign_numa_node(hbus);
1875         pci_bus_assign_resources(hbus->pci_bus);
1876         hv_pci_assign_slots(hbus);
1877         pci_bus_add_devices(hbus->pci_bus);
1878         pci_unlock_rescan_remove();
1879         hbus->state = hv_pcibus_installed;
1880         return 0;
1881 }
1882
1883 struct q_res_req_compl {
1884         struct completion host_event;
1885         struct hv_pci_dev *hpdev;
1886 };
1887
1888 /**
1889  * q_resource_requirements() - Query Resource Requirements
1890  * @context:            The completion context.
1891  * @resp:               The response that came from the host.
1892  * @resp_packet_size:   The size in bytes of resp.
1893  *
1894  * This function is invoked on completion of a Query Resource
1895  * Requirements packet.
1896  */
1897 static void q_resource_requirements(void *context, struct pci_response *resp,
1898                                     int resp_packet_size)
1899 {
1900         struct q_res_req_compl *completion = context;
1901         struct pci_q_res_req_response *q_res_req =
1902                 (struct pci_q_res_req_response *)resp;
1903         int i;
1904
1905         if (resp->status < 0) {
1906                 dev_err(&completion->hpdev->hbus->hdev->device,
1907                         "query resource requirements failed: %x\n",
1908                         resp->status);
1909         } else {
1910                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1911                         completion->hpdev->probed_bar[i] =
1912                                 q_res_req->probed_bar[i];
1913                 }
1914         }
1915
1916         complete(&completion->host_event);
1917 }
1918
1919 /**
1920  * new_pcichild_device() - Create a new child device
1921  * @hbus:       The internal struct tracking this root PCI bus.
1922  * @desc:       The information supplied so far from the host
1923  *              about the device.
1924  *
1925  * This function creates the tracking structure for a new child
1926  * device and kicks off the process of figuring out what it is.
1927  *
1928  * Return: Pointer to the new tracking struct
1929  */
1930 static struct hv_pci_dev *new_pcichild_device(struct hv_pcibus_device *hbus,
1931                 struct hv_pcidev_description *desc)
1932 {
1933         struct hv_pci_dev *hpdev;
1934         struct pci_child_message *res_req;
1935         struct q_res_req_compl comp_pkt;
1936         struct {
1937                 struct pci_packet init_packet;
1938                 u8 buffer[sizeof(struct pci_child_message)];
1939         } pkt;
1940         unsigned long flags;
1941         int ret;
1942
1943         hpdev = kzalloc(sizeof(*hpdev), GFP_KERNEL);
1944         if (!hpdev)
1945                 return NULL;
1946
1947         hpdev->hbus = hbus;
1948
1949         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1950         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1951         comp_pkt.hpdev = hpdev;
1952         pkt.init_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
1953         pkt.init_packet.completion_func = q_resource_requirements;
1954         res_req = (struct pci_child_message *)&pkt.init_packet.message;
1955         res_req->message_type.type = PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS;
1956         res_req->wslot.slot = desc->win_slot.slot;
1957
1958         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, res_req,
1959                                sizeof(struct pci_child_message),
1960                                (unsigned long)&pkt.init_packet,
1961                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1962                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1963         if (ret)
1964                 goto error;
1965
1966         if (wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event))
1967                 goto error;
1968
1969         hpdev->desc = *desc;
1970         refcount_set(&hpdev->refs, 1);
1971         get_pcichild(hpdev);
1972         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1973
1974         list_add_tail(&hpdev->list_entry, &hbus->children);
1975         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1976         return hpdev;
1977
1978 error:
1979         kfree(hpdev);
1980         return NULL;
1981 }
1982
1983 /**
1984  * get_pcichild_wslot() - Find device from slot
1985  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1986  * @wslot:      Location on the bus
1987  *
1988  * This function looks up a PCI device and returns the internal
1989  * representation of it.  It acquires a reference on it, so that
1990  * the device won't be deleted while somebody is using it.  The
1991  * caller is responsible for calling put_pcichild() to release
1992  * this reference.
1993  *
1994  * Return:      Internal representation of a PCI device
1995  */
1996 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
1997                                              u32 wslot)
1998 {
1999         unsigned long flags;
2000         struct hv_pci_dev *iter, *hpdev = NULL;
2001
2002         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2003         list_for_each_entry(iter, &hbus->children, list_entry) {
2004                 if (iter->desc.win_slot.slot == wslot) {
2005                         hpdev = iter;
2006                         get_pcichild(hpdev);
2007                         break;
2008                 }
2009         }
2010         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2011
2012         return hpdev;
2013 }
2014
2015 /**
2016  * pci_devices_present_work() - Handle new list of child devices
2017  * @work:       Work struct embedded in struct hv_dr_work
2018  *
2019  * "Bus Relations" is the Windows term for "children of this
2020  * bus."  The terminology is preserved here for people trying to
2021  * debug the interaction between Hyper-V and Linux.  This
2022  * function is called when the parent partition reports a list
2023  * of functions that should be observed under this PCI Express
2024  * port (bus).
2025  *
2026  * This function updates the list, and must tolerate being
2027  * called multiple times with the same information.  The typical
2028  * number of child devices is one, with very atypical cases
2029  * involving three or four, so the algorithms used here can be
2030  * simple and inefficient.
2031  *
2032  * It must also treat the omission of a previously observed device as
2033  * notification that the device no longer exists.
2034  *
2035  * Note that this function is serialized with hv_eject_device_work(),
2036  * because both are pushed to the ordered workqueue hbus->wq.
2037  */
2038 static void pci_devices_present_work(struct work_struct *work)
2039 {
2040         u32 child_no;
2041         bool found;
2042         struct hv_pcidev_description *new_desc;
2043         struct hv_pci_dev *hpdev;
2044         struct hv_pcibus_device *hbus;
2045         struct list_head removed;
2046         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2047         struct hv_dr_state *dr = NULL;
2048         unsigned long flags;
2049
2050         dr_wrk = container_of(work, struct hv_dr_work, wrk);
2051         hbus = dr_wrk->bus;
2052         kfree(dr_wrk);
2053
2054         INIT_LIST_HEAD(&removed);
2055
2056         /* Pull this off the queue and process it if it was the last one. */
2057         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2058         while (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2059                 dr = list_first_entry(&hbus->dr_list, struct hv_dr_state,
2060                                       list_entry);
2061                 list_del(&dr->list_entry);
2062
2063                 /* Throw this away if the list still has stuff in it. */
2064                 if (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2065                         kfree(dr);
2066                         continue;
2067                 }
2068         }
2069         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2070
2071         if (!dr) {
2072                 put_hvpcibus(hbus);
2073                 return;
2074         }
2075
2076         /* First, mark all existing children as reported missing. */
2077         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2078         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2079                 hpdev->reported_missing = true;
2080         }
2081         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2082
2083         /* Next, add back any reported devices. */
2084         for (child_no = 0; child_no < dr->device_count; child_no++) {
2085                 found = false;
2086                 new_desc = &dr->func[child_no];
2087
2088                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2089                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2090                         if ((hpdev->desc.win_slot.slot == new_desc->win_slot.slot) &&
2091                             (hpdev->desc.v_id == new_desc->v_id) &&
2092                             (hpdev->desc.d_id == new_desc->d_id) &&
2093                             (hpdev->desc.ser == new_desc->ser)) {
2094                                 hpdev->reported_missing = false;
2095                                 found = true;
2096                         }
2097                 }
2098                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2099
2100                 if (!found) {
2101                         hpdev = new_pcichild_device(hbus, new_desc);
2102                         if (!hpdev)
2103                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2104                                         "couldn't record a child device.\n");
2105                 }
2106         }
2107
2108         /* Move missing children to a list on the stack. */
2109         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2110         do {
2111                 found = false;
2112                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2113                         if (hpdev->reported_missing) {
2114                                 found = true;
2115                                 put_pcichild(hpdev);
2116                                 list_move_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
2117                                 break;
2118                         }
2119                 }
2120         } while (found);
2121         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2122
2123         /* Delete everything that should no longer exist. */
2124         while (!list_empty(&removed)) {
2125                 hpdev = list_first_entry(&removed, struct hv_pci_dev,
2126                                          list_entry);
2127                 list_del(&hpdev->list_entry);
2128
2129                 if (hpdev->pci_slot)
2130                         pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2131
2132                 put_pcichild(hpdev);
2133         }
2134
2135         switch (hbus->state) {
2136         case hv_pcibus_installed:
2137                 /*
2138                  * Tell the core to rescan bus
2139                  * because there may have been changes.
2140                  */
2141                 pci_lock_rescan_remove();
2142                 pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
2143                 hv_pci_assign_numa_node(hbus);
2144                 hv_pci_assign_slots(hbus);
2145                 pci_unlock_rescan_remove();
2146                 break;
2147
2148         case hv_pcibus_init:
2149         case hv_pcibus_probed:
2150                 survey_child_resources(hbus);
2151                 break;
2152
2153         default:
2154                 break;
2155         }
2156
2157         put_hvpcibus(hbus);
2158         kfree(dr);
2159 }
2160
2161 /**
2162  * hv_pci_start_relations_work() - Queue work to start device discovery
2163  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2164  * @dr:         The list of children returned from host
2165  *
2166  * Return:  0 on success, -errno on failure
2167  */
2168 static int hv_pci_start_relations_work(struct hv_pcibus_device *hbus,
2169                                        struct hv_dr_state *dr)
2170 {
2171         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2172         unsigned long flags;
2173         bool pending_dr;
2174
2175         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2176                 dev_info(&hbus->hdev->device,
2177                          "PCI VMBus BUS_RELATIONS: ignored\n");
2178                 return -ENOENT;
2179         }
2180
2181         dr_wrk = kzalloc(sizeof(*dr_wrk), GFP_NOWAIT);
2182         if (!dr_wrk)
2183                 return -ENOMEM;
2184
2185         INIT_WORK(&dr_wrk->wrk, pci_devices_present_work);
2186         dr_wrk->bus = hbus;
2187
2188         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2189         /*
2190          * If pending_dr is true, we have already queued a work,
2191          * which will see the new dr. Otherwise, we need to
2192          * queue a new work.
2193          */
2194         pending_dr = !list_empty(&hbus->dr_list);
2195         list_add_tail(&dr->list_entry, &hbus->dr_list);
2196         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2197
2198         if (pending_dr) {
2199                 kfree(dr_wrk);
2200         } else {
2201                 get_hvpcibus(hbus);
2202                 queue_work(hbus->wq, &dr_wrk->wrk);
2203         }
2204
2205         return 0;
2206 }
2207
2208 /**
2209  * hv_pci_devices_present() - Handle list of new children
2210  * @hbus:      Root PCI bus, as understood by this driver
2211  * @relations: Packet from host listing children
2212  *
2213  * Process a new list of devices on the bus. The list of devices is
2214  * discovered by VSP and sent to us via VSP message PCI_BUS_RELATIONS,
2215  * whenever a new list of devices for this bus appears.
2216  */
2217 static void hv_pci_devices_present(struct hv_pcibus_device *hbus,
2218                                    struct pci_bus_relations *relations)
2219 {
2220         struct hv_dr_state *dr;
2221         int i;
2222
2223         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2224                      GFP_NOWAIT);
2225         if (!dr)
2226                 return;
2227
2228         dr->device_count = relations->device_count;
2229         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2230                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2231                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2232                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2233                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2234                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2235                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2236                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2237                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2238                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2239         }
2240
2241         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2242                 kfree(dr);
2243 }
2244
2245 /**
2246  * hv_pci_devices_present2() - Handle list of new children
2247  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2248  * @relations:  Packet from host listing children
2249  *
2250  * This function is the v2 version of hv_pci_devices_present()
2251  */
2252 static void hv_pci_devices_present2(struct hv_pcibus_device *hbus,
2253                                     struct pci_bus_relations2 *relations)
2254 {
2255         struct hv_dr_state *dr;
2256         int i;
2257
2258         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2259                      GFP_NOWAIT);
2260         if (!dr)
2261                 return;
2262
2263         dr->device_count = relations->device_count;
2264         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2265                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2266                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2267                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2268                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2269                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2270                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2271                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2272                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2273                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2274                 dr->func[i].flags = relations->func[i].flags;
2275                 dr->func[i].virtual_numa_node =
2276                         relations->func[i].virtual_numa_node;
2277         }
2278
2279         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2280                 kfree(dr);
2281 }
2282
2283 /**
2284  * hv_eject_device_work() - Asynchronously handles ejection
2285  * @work:       Work struct embedded in internal device struct
2286  *
2287  * This function handles ejecting a device.  Windows will
2288  * attempt to gracefully eject a device, waiting 60 seconds to
2289  * hear back from the guest OS that this completed successfully.
2290  * If this timer expires, the device will be forcibly removed.
2291  */
2292 static void hv_eject_device_work(struct work_struct *work)
2293 {
2294         struct pci_eject_response *ejct_pkt;
2295         struct hv_pcibus_device *hbus;
2296         struct hv_pci_dev *hpdev;
2297         struct pci_dev *pdev;
2298         unsigned long flags;
2299         int wslot;
2300         struct {
2301                 struct pci_packet pkt;
2302                 u8 buffer[sizeof(struct pci_eject_response)];
2303         } ctxt;
2304
2305         hpdev = container_of(work, struct hv_pci_dev, wrk);
2306         hbus = hpdev->hbus;
2307
2308         WARN_ON(hpdev->state != hv_pcichild_ejecting);
2309
2310         /*
2311          * Ejection can come before or after the PCI bus has been set up, so
2312          * attempt to find it and tear down the bus state, if it exists.  This
2313          * must be done without constructs like pci_domain_nr(hbus->pci_bus)
2314          * because hbus->pci_bus may not exist yet.
2315          */
2316         wslot = wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot);
2317         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(hbus->sysdata.domain, 0, wslot);
2318         if (pdev) {
2319                 pci_lock_rescan_remove();
2320                 pci_stop_and_remove_bus_device(pdev);
2321                 pci_dev_put(pdev);
2322                 pci_unlock_rescan_remove();
2323         }
2324
2325         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2326         list_del(&hpdev->list_entry);
2327         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2328
2329         if (hpdev->pci_slot)
2330                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2331
2332         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
2333         ejct_pkt = (struct pci_eject_response *)&ctxt.pkt.message;
2334         ejct_pkt->message_type.type = PCI_EJECTION_COMPLETE;
2335         ejct_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2336         vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, ejct_pkt,
2337                          sizeof(*ejct_pkt), (unsigned long)&ctxt.pkt,
2338                          VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2339
2340         /* For the get_pcichild() in hv_pci_eject_device() */
2341         put_pcichild(hpdev);
2342         /* For the two refs got in new_pcichild_device() */
2343         put_pcichild(hpdev);
2344         put_pcichild(hpdev);
2345         /* hpdev has been freed. Do not use it any more. */
2346
2347         put_hvpcibus(hbus);
2348 }
2349
2350 /**
2351  * hv_pci_eject_device() - Handles device ejection
2352  * @hpdev:      Internal device tracking struct
2353  *
2354  * This function is invoked when an ejection packet arrives.  It
2355  * just schedules work so that we don't re-enter the packet
2356  * delivery code handling the ejection.
2357  */
2358 static void hv_pci_eject_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
2359 {
2360         struct hv_pcibus_device *hbus = hpdev->hbus;
2361         struct hv_device *hdev = hbus->hdev;
2362
2363         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2364                 dev_info(&hdev->device, "PCI VMBus EJECT: ignored\n");
2365                 return;
2366         }
2367
2368         hpdev->state = hv_pcichild_ejecting;
2369         get_pcichild(hpdev);
2370         INIT_WORK(&hpdev->wrk, hv_eject_device_work);
2371         get_hvpcibus(hbus);
2372         queue_work(hbus->wq, &hpdev->wrk);
2373 }
2374
2375 /**
2376  * hv_pci_onchannelcallback() - Handles incoming packets
2377  * @context:    Internal bus tracking struct
2378  *
2379  * This function is invoked whenever the host sends a packet to
2380  * this channel (which is private to this root PCI bus).
2381  */
2382 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context)
2383 {
2384         const int packet_size = 0x100;
2385         int ret;
2386         struct hv_pcibus_device *hbus = context;
2387         u32 bytes_recvd;
2388         u64 req_id;
2389         struct vmpacket_descriptor *desc;
2390         unsigned char *buffer;
2391         int bufferlen = packet_size;
2392         struct pci_packet *comp_packet;
2393         struct pci_response *response;
2394         struct pci_incoming_message *new_message;
2395         struct pci_bus_relations *bus_rel;
2396         struct pci_bus_relations2 *bus_rel2;
2397         struct pci_dev_inval_block *inval;
2398         struct pci_dev_incoming *dev_message;
2399         struct hv_pci_dev *hpdev;
2400
2401         buffer = kmalloc(bufferlen, GFP_ATOMIC);
2402         if (!buffer)
2403                 return;
2404
2405         while (1) {
2406                 ret = vmbus_recvpacket_raw(hbus->hdev->channel, buffer,
2407                                            bufferlen, &bytes_recvd, &req_id);
2408
2409                 if (ret == -ENOBUFS) {
2410                         kfree(buffer);
2411                         /* Handle large packet */
2412                         bufferlen = bytes_recvd;
2413                         buffer = kmalloc(bytes_recvd, GFP_ATOMIC);
2414                         if (!buffer)
2415                                 return;
2416                         continue;
2417                 }
2418
2419                 /* Zero length indicates there are no more packets. */
2420                 if (ret || !bytes_recvd)
2421                         break;
2422
2423                 /*
2424                  * All incoming packets must be at least as large as a
2425                  * response.
2426                  */
2427                 if (bytes_recvd <= sizeof(struct pci_response))
2428                         continue;
2429                 desc = (struct vmpacket_descriptor *)buffer;
2430
2431                 switch (desc->type) {
2432                 case VM_PKT_COMP:
2433
2434                         /*
2435                          * The host is trusted, and thus it's safe to interpret
2436                          * this transaction ID as a pointer.
2437                          */
2438                         comp_packet = (struct pci_packet *)req_id;
2439                         response = (struct pci_response *)buffer;
2440                         comp_packet->completion_func(comp_packet->compl_ctxt,
2441                                                      response,
2442                                                      bytes_recvd);
2443                         break;
2444
2445                 case VM_PKT_DATA_INBAND:
2446
2447                         new_message = (struct pci_incoming_message *)buffer;
2448                         switch (new_message->message_type.type) {
2449                         case PCI_BUS_RELATIONS:
2450
2451                                 bus_rel = (struct pci_bus_relations *)buffer;
2452                                 if (bytes_recvd <
2453                                         struct_size(bus_rel, func,
2454                                                     bus_rel->device_count)) {
2455                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2456                                                 "bus relations too small\n");
2457                                         break;
2458                                 }
2459
2460                                 hv_pci_devices_present(hbus, bus_rel);
2461                                 break;
2462
2463                         case PCI_BUS_RELATIONS2:
2464
2465                                 bus_rel2 = (struct pci_bus_relations2 *)buffer;
2466                                 if (bytes_recvd <
2467                                         struct_size(bus_rel2, func,
2468                                                     bus_rel2->device_count)) {
2469                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2470                                                 "bus relations v2 too small\n");
2471                                         break;
2472                                 }
2473
2474                                 hv_pci_devices_present2(hbus, bus_rel2);
2475                                 break;
2476
2477                         case PCI_EJECT:
2478
2479                                 dev_message = (struct pci_dev_incoming *)buffer;
2480                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
2481                                                       dev_message->wslot.slot);
2482                                 if (hpdev) {
2483                                         hv_pci_eject_device(hpdev);
2484                                         put_pcichild(hpdev);
2485                                 }
2486                                 break;
2487
2488                         case PCI_INVALIDATE_BLOCK:
2489
2490                                 inval = (struct pci_dev_inval_block *)buffer;
2491                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
2492                                                            inval->wslot.slot);
2493                                 if (hpdev) {
2494                                         if (hpdev->block_invalidate) {
2495                                                 hpdev->block_invalidate(
2496                                                     hpdev->invalidate_context,
2497                                                     inval->block_mask);
2498                                         }
2499                                         put_pcichild(hpdev);
2500                                 }
2501                                 break;
2502
2503                         default:
2504                                 dev_warn(&hbus->hdev->device,
2505                                         "Unimplemented protocol message %x\n",
2506                                         new_message->message_type.type);
2507                                 break;
2508                         }
2509                         break;
2510
2511                 default:
2512                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2513                                 "unhandled packet type %d, tid %llx len %d\n",
2514                                 desc->type, req_id, bytes_recvd);
2515                         break;
2516                 }
2517         }
2518
2519         kfree(buffer);
2520 }
2521
2522 /**
2523  * hv_pci_protocol_negotiation() - Set up protocol
2524  * @hdev:               VMBus's tracking struct for this root PCI bus.
2525  * @version:            Array of supported channel protocol versions in
2526  *                      the order of probing - highest go first.
2527  * @num_version:        Number of elements in the version array.
2528  *
2529  * This driver is intended to support running on Windows 10
2530  * (server) and later versions. It will not run on earlier
2531  * versions, as they assume that many of the operations which
2532  * Linux needs accomplished with a spinlock held were done via
2533  * asynchronous messaging via VMBus.  Windows 10 increases the
2534  * surface area of PCI emulation so that these actions can take
2535  * place by suspending a virtual processor for their duration.
2536  *
2537  * This function negotiates the channel protocol version,
2538  * failing if the host doesn't support the necessary protocol
2539  * level.
2540  */
2541 static int hv_pci_protocol_negotiation(struct hv_device *hdev,
2542                                        enum pci_protocol_version_t version[],
2543                                        int num_version)
2544 {
2545         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2546         struct pci_version_request *version_req;
2547         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2548         struct pci_packet *pkt;
2549         int ret;
2550         int i;
2551
2552         /*
2553          * Initiate the handshake with the host and negotiate
2554          * a version that the host can support. We start with the
2555          * highest version number and go down if the host cannot
2556          * support it.
2557          */
2558         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*version_req), GFP_KERNEL);
2559         if (!pkt)
2560                 return -ENOMEM;
2561
2562         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2563         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2564         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2565         version_req = (struct pci_version_request *)&pkt->message;
2566         version_req->message_type.type = PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION;
2567
2568         for (i = 0; i < num_version; i++) {
2569                 version_req->protocol_version = version[i];
2570                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, version_req,
2571                                 sizeof(struct pci_version_request),
2572                                 (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
2573                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2574                 if (!ret)
2575                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2576
2577                 if (ret) {
2578                         dev_err(&hdev->device,
2579                                 "PCI Pass-through VSP failed to request version: %d",
2580                                 ret);
2581                         goto exit;
2582                 }
2583
2584                 if (comp_pkt.completion_status >= 0) {
2585                         hbus->protocol_version = version[i];
2586                         dev_info(&hdev->device,
2587                                 "PCI VMBus probing: Using version %#x\n",
2588                                 hbus->protocol_version);
2589                         goto exit;
2590                 }
2591
2592                 if (comp_pkt.completion_status != STATUS_REVISION_MISMATCH) {
2593                         dev_err(&hdev->device,
2594                                 "PCI Pass-through VSP failed version request: %#x",
2595                                 comp_pkt.completion_status);
2596                         ret = -EPROTO;
2597                         goto exit;
2598                 }
2599
2600                 reinit_completion(&comp_pkt.host_event);
2601         }
2602
2603         dev_err(&hdev->device,
2604                 "PCI pass-through VSP failed to find supported version");
2605         ret = -EPROTO;
2606
2607 exit:
2608         kfree(pkt);
2609         return ret;
2610 }
2611
2612 /**
2613  * hv_pci_free_bridge_windows() - Release memory regions for the
2614  * bus
2615  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2616  */
2617 static void hv_pci_free_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
2618 {
2619         /*
2620          * Set the resources back to the way they looked when they
2621          * were allocated by setting IORESOURCE_BUSY again.
2622          */
2623
2624         if (hbus->low_mmio_space && hbus->low_mmio_res) {
2625                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2626                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
2627                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
2628         }
2629
2630         if (hbus->high_mmio_space && hbus->high_mmio_res) {
2631                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2632                 vmbus_free_mmio(hbus->high_mmio_res->start,
2633                                 resource_size(hbus->high_mmio_res));
2634         }
2635 }
2636
2637 /**
2638  * hv_pci_allocate_bridge_windows() - Allocate memory regions
2639  * for the bus
2640  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2641  *
2642  * This function calls vmbus_allocate_mmio(), which is itself a
2643  * bit of a compromise.  Ideally, we might change the pnp layer
2644  * in the kernel such that it comprehends either PCI devices
2645  * which are "grandchildren of ACPI," with some intermediate bus
2646  * node (in this case, VMBus) or change it such that it
2647  * understands VMBus.  The pnp layer, however, has been declared
2648  * deprecated, and not subject to change.
2649  *
2650  * The workaround, implemented here, is to ask VMBus to allocate
2651  * MMIO space for this bus.  VMBus itself knows which ranges are
2652  * appropriate by looking at its own ACPI objects.  Then, after
2653  * these ranges are claimed, they're modified to look like they
2654  * would have looked if the ACPI and pnp code had allocated
2655  * bridge windows.  These descriptors have to exist in this form
2656  * in order to satisfy the code which will get invoked when the
2657  * endpoint PCI function driver calls request_mem_region() or
2658  * request_mem_region_exclusive().
2659  *
2660  * Return: 0 on success, -errno on failure
2661  */
2662 static int hv_pci_allocate_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
2663 {
2664         resource_size_t align;
2665         int ret;
2666
2667         if (hbus->low_mmio_space) {
2668                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
2669                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->low_mmio_res, hbus->hdev, 0,
2670                                           (u64)(u32)0xffffffff,
2671                                           hbus->low_mmio_space,
2672                                           align, false);
2673                 if (ret) {
2674                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2675                                 "Need %#llx of low MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
2676                                 hbus->low_mmio_space);
2677                         return ret;
2678                 }
2679
2680                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
2681                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
2682                 hbus->low_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
2683                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
2684                                  hbus->low_mmio_res);
2685         }
2686
2687         if (hbus->high_mmio_space) {
2688                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
2689                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->high_mmio_res, hbus->hdev,
2690                                           0x100000000, -1,
2691                                           hbus->high_mmio_space, align,
2692                                           false);
2693                 if (ret) {
2694                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2695                                 "Need %#llx of high MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
2696                                 hbus->high_mmio_space);
2697                         goto release_low_mmio;
2698                 }
2699
2700                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
2701                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
2702                 hbus->high_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
2703                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
2704                                  hbus->high_mmio_res);
2705         }
2706
2707         return 0;
2708
2709 release_low_mmio:
2710         if (hbus->low_mmio_res) {
2711                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
2712                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
2713         }
2714
2715         return ret;
2716 }
2717
2718 /**
2719  * hv_allocate_config_window() - Find MMIO space for PCI Config
2720  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2721  *
2722  * This function claims memory-mapped I/O space for accessing
2723  * configuration space for the functions on this bus.
2724  *
2725  * Return: 0 on success, -errno on failure
2726  */
2727 static int hv_allocate_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
2728 {
2729         int ret;
2730
2731         /*
2732          * Set up a region of MMIO space to use for accessing configuration
2733          * space.
2734          */
2735         ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->mem_config, hbus->hdev, 0, -1,
2736                                   PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH, 0x1000, false);
2737         if (ret)
2738                 return ret;
2739
2740         /*
2741          * vmbus_allocate_mmio() gets used for allocating both device endpoint
2742          * resource claims (those which cannot be overlapped) and the ranges
2743          * which are valid for the children of this bus, which are intended
2744          * to be overlapped by those children.  Set the flag on this claim
2745          * meaning that this region can't be overlapped.
2746          */
2747
2748         hbus->mem_config->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2749
2750         return 0;
2751 }
2752
2753 static void hv_free_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
2754 {
2755         vmbus_free_mmio(hbus->mem_config->start, PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
2756 }
2757
2758 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs);
2759
2760 /**
2761  * hv_pci_enter_d0() - Bring the "bus" into the D0 power state
2762  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2763  *
2764  * Return: 0 on success, -errno on failure
2765  */
2766 static int hv_pci_enter_d0(struct hv_device *hdev)
2767 {
2768         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2769         struct pci_bus_d0_entry *d0_entry;
2770         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2771         struct pci_packet *pkt;
2772         int ret;
2773
2774         /*
2775          * Tell the host that the bus is ready to use, and moved into the
2776          * powered-on state.  This includes telling the host which region
2777          * of memory-mapped I/O space has been chosen for configuration space
2778          * access.
2779          */
2780         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*d0_entry), GFP_KERNEL);
2781         if (!pkt)
2782                 return -ENOMEM;
2783
2784         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2785         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2786         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2787         d0_entry = (struct pci_bus_d0_entry *)&pkt->message;
2788         d0_entry->message_type.type = PCI_BUS_D0ENTRY;
2789         d0_entry->mmio_base = hbus->mem_config->start;
2790
2791         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, d0_entry, sizeof(*d0_entry),
2792                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
2793                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2794         if (!ret)
2795                 ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2796
2797         if (ret)
2798                 goto exit;
2799
2800         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2801                 dev_err(&hdev->device,
2802                         "PCI Pass-through VSP failed D0 Entry with status %x\n",
2803                         comp_pkt.completion_status);
2804                 ret = -EPROTO;
2805                 goto exit;
2806         }
2807
2808         ret = 0;
2809
2810 exit:
2811         kfree(pkt);
2812         return ret;
2813 }
2814
2815 /**
2816  * hv_pci_query_relations() - Ask host to send list of child
2817  * devices
2818  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2819  *
2820  * Return: 0 on success, -errno on failure
2821  */
2822 static int hv_pci_query_relations(struct hv_device *hdev)
2823 {
2824         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2825         struct pci_message message;
2826         struct completion comp;
2827         int ret;
2828
2829         /* Ask the host to send along the list of child devices */
2830         init_completion(&comp);
2831         if (cmpxchg(&hbus->survey_event, NULL, &comp))
2832                 return -ENOTEMPTY;
2833
2834         memset(&message, 0, sizeof(message));
2835         message.type = PCI_QUERY_BUS_RELATIONS;
2836
2837         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &message, sizeof(message),
2838                                0, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2839         if (!ret)
2840                 ret = wait_for_response(hdev, &comp);
2841
2842         return ret;
2843 }
2844
2845 /**
2846  * hv_send_resources_allocated() - Report local resource choices
2847  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2848  *
2849  * The host OS is expecting to be sent a request as a message
2850  * which contains all the resources that the device will use.
2851  * The response contains those same resources, "translated"
2852  * which is to say, the values which should be used by the
2853  * hardware, when it delivers an interrupt.  (MMIO resources are
2854  * used in local terms.)  This is nice for Windows, and lines up
2855  * with the FDO/PDO split, which doesn't exist in Linux.  Linux
2856  * is deeply expecting to scan an emulated PCI configuration
2857  * space.  So this message is sent here only to drive the state
2858  * machine on the host forward.
2859  *
2860  * Return: 0 on success, -errno on failure
2861  */
2862 static int hv_send_resources_allocated(struct hv_device *hdev)
2863 {
2864         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2865         struct pci_resources_assigned *res_assigned;
2866         struct pci_resources_assigned2 *res_assigned2;
2867         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2868         struct hv_pci_dev *hpdev;
2869         struct pci_packet *pkt;
2870         size_t size_res;
2871         int wslot;
2872         int ret;
2873
2874         size_res = (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2)
2875                         ? sizeof(*res_assigned) : sizeof(*res_assigned2);
2876
2877         pkt = kmalloc(sizeof(*pkt) + size_res, GFP_KERNEL);
2878         if (!pkt)
2879                 return -ENOMEM;
2880
2881         ret = 0;
2882
2883         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
2884                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2885                 if (!hpdev)
2886                         continue;
2887
2888                 memset(pkt, 0, sizeof(*pkt) + size_res);
2889                 init_completion(&comp_pkt.host_event);
2890                 pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2891                 pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2892
2893                 if (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
2894                         res_assigned =
2895                                 (struct pci_resources_assigned *)&pkt->message;
2896                         res_assigned->message_type.type =
2897                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED;
2898                         res_assigned->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2899                 } else {
2900                         res_assigned2 =
2901                                 (struct pci_resources_assigned2 *)&pkt->message;
2902                         res_assigned2->message_type.type =
2903                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED2;
2904                         res_assigned2->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2905                 }
2906                 put_pcichild(hpdev);
2907
2908                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt->message,
2909                                 size_res, (unsigned long)pkt,
2910                                 VM_PKT_DATA_INBAND,
2911                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2912                 if (!ret)
2913                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2914                 if (ret)
2915                         break;
2916
2917                 if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2918                         ret = -EPROTO;
2919                         dev_err(&hdev->device,
2920                                 "resource allocated returned 0x%x",
2921                                 comp_pkt.completion_status);
2922                         break;
2923                 }
2924
2925                 hbus->wslot_res_allocated = wslot;
2926         }
2927
2928         kfree(pkt);
2929         return ret;
2930 }
2931
2932 /**
2933  * hv_send_resources_released() - Report local resources
2934  * released
2935  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2936  *
2937  * Return: 0 on success, -errno on failure
2938  */
2939 static int hv_send_resources_released(struct hv_device *hdev)
2940 {
2941         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2942         struct pci_child_message pkt;
2943         struct hv_pci_dev *hpdev;
2944         int wslot;
2945         int ret;
2946
2947         for (wslot = hbus->wslot_res_allocated; wslot >= 0; wslot--) {
2948                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2949                 if (!hpdev)
2950                         continue;
2951
2952                 memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
2953                 pkt.message_type.type = PCI_RESOURCES_RELEASED;
2954                 pkt.wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2955
2956                 put_pcichild(hpdev);
2957
2958                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt, sizeof(pkt), 0,
2959                                        VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2960                 if (ret)
2961                         return ret;
2962
2963                 hbus->wslot_res_allocated = wslot - 1;
2964         }
2965
2966         hbus->wslot_res_allocated = -1;
2967
2968         return 0;
2969 }
2970
2971 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2972 {
2973         refcount_inc(&hbus->remove_lock);
2974 }
2975
2976 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2977 {
2978         if (refcount_dec_and_test(&hbus->remove_lock))
2979                 complete(&hbus->remove_event);
2980 }
2981
2982 #define HVPCI_DOM_MAP_SIZE (64 * 1024)
2983 static DECLARE_BITMAP(hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE);
2984
2985 /*
2986  * PCI domain number 0 is used by emulated devices on Gen1 VMs, so define 0
2987  * as invalid for passthrough PCI devices of this driver.
2988  */
2989 #define HVPCI_DOM_INVALID 0
2990
2991 /**
2992  * hv_get_dom_num() - Get a valid PCI domain number
2993  * Check if the PCI domain number is in use, and return another number if
2994  * it is in use.
2995  *
2996  * @dom: Requested domain number
2997  *
2998  * return: domain number on success, HVPCI_DOM_INVALID on failure
2999  */
3000 static u16 hv_get_dom_num(u16 dom)
3001 {
3002         unsigned int i;
3003
3004         if (test_and_set_bit(dom, hvpci_dom_map) == 0)
3005                 return dom;
3006
3007         for_each_clear_bit(i, hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE) {
3008                 if (test_and_set_bit(i, hvpci_dom_map) == 0)
3009                         return i;
3010         }
3011
3012         return HVPCI_DOM_INVALID;
3013 }
3014
3015 /**
3016  * hv_put_dom_num() - Mark the PCI domain number as free
3017  * @dom: Domain number to be freed
3018  */
3019 static void hv_put_dom_num(u16 dom)
3020 {
3021         clear_bit(dom, hvpci_dom_map);
3022 }
3023
3024 /**
3025  * hv_pci_probe() - New VMBus channel probe, for a root PCI bus
3026  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3027  * @dev_id:     Identifies the device itself
3028  *
3029  * Return: 0 on success, -errno on failure
3030  */
3031 static int hv_pci_probe(struct hv_device *hdev,
3032                         const struct hv_vmbus_device_id *dev_id)
3033 {
3034         struct hv_pcibus_device *hbus;
3035         u16 dom_req, dom;
3036         char *name;
3037         bool enter_d0_retry = true;
3038         int ret;
3039
3040         /*
3041          * hv_pcibus_device contains the hypercall arguments for retargeting in
3042          * hv_irq_unmask(). Those must not cross a page boundary.
3043          */
3044         BUILD_BUG_ON(sizeof(*hbus) > HV_HYP_PAGE_SIZE);
3045
3046         /*
3047          * With the recent 59bb47985c1d ("mm, sl[aou]b: guarantee natural
3048          * alignment for kmalloc(power-of-two)"), kzalloc() is able to allocate
3049          * a 4KB buffer that is guaranteed to be 4KB-aligned. Here the size and
3050          * alignment of hbus is important because hbus's field
3051          * retarget_msi_interrupt_params must not cross a 4KB page boundary.
3052          *
3053          * Here we prefer kzalloc to get_zeroed_page(), because a buffer
3054          * allocated by the latter is not tracked and scanned by kmemleak, and
3055          * hence kmemleak reports the pointer contained in the hbus buffer
3056          * (i.e. the hpdev struct, which is created in new_pcichild_device() and
3057          * is tracked by hbus->children) as memory leak (false positive).
3058          *
3059          * If the kernel doesn't have 59bb47985c1d, get_zeroed_page() *must* be
3060          * used to allocate the hbus buffer and we can avoid the kmemleak false
3061          * positive by using kmemleak_alloc() and kmemleak_free() to ask
3062          * kmemleak to track and scan the hbus buffer.
3063          */
3064         hbus = kzalloc(HV_HYP_PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
3065         if (!hbus)
3066                 return -ENOMEM;
3067         hbus->state = hv_pcibus_init;
3068         hbus->wslot_res_allocated = -1;
3069
3070         /*
3071          * The PCI bus "domain" is what is called "segment" in ACPI and other
3072          * specs. Pull it from the instance ID, to get something usually
3073          * unique. In rare cases of collision, we will find out another number
3074          * not in use.
3075          *
3076          * Note that, since this code only runs in a Hyper-V VM, Hyper-V
3077          * together with this guest driver can guarantee that (1) The only
3078          * domain used by Gen1 VMs for something that looks like a physical
3079          * PCI bus (which is actually emulated by the hypervisor) is domain 0.
3080          * (2) There will be no overlap between domains (after fixing possible
3081          * collisions) in the same VM.
3082          */
3083         dom_req = hdev->dev_instance.b[5] << 8 | hdev->dev_instance.b[4];
3084         dom = hv_get_dom_num(dom_req);
3085
3086         if (dom == HVPCI_DOM_INVALID) {
3087                 dev_err(&hdev->device,
3088                         "Unable to use dom# 0x%hx or other numbers", dom_req);
3089                 ret = -EINVAL;
3090                 goto free_bus;
3091         }
3092
3093         if (dom != dom_req)
3094                 dev_info(&hdev->device,
3095                          "PCI dom# 0x%hx has collision, using 0x%hx",
3096                          dom_req, dom);
3097
3098         hbus->sysdata.domain = dom;
3099
3100         hbus->hdev = hdev;
3101         refcount_set(&hbus->remove_lock, 1);
3102         INIT_LIST_HEAD(&hbus->children);
3103         INIT_LIST_HEAD(&hbus->dr_list);
3104         INIT_LIST_HEAD(&hbus->resources_for_children);
3105         spin_lock_init(&hbus->config_lock);
3106         spin_lock_init(&hbus->device_list_lock);
3107         spin_lock_init(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock);
3108         init_completion(&hbus->remove_event);
3109         hbus->wq = alloc_ordered_workqueue("hv_pci_%x", 0,
3110                                            hbus->sysdata.domain);
3111         if (!hbus->wq) {
3112                 ret = -ENOMEM;
3113                 goto free_dom;
3114         }
3115
3116         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
3117                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
3118         if (ret)
3119                 goto destroy_wq;
3120
3121         hv_set_drvdata(hdev, hbus);
3122
3123         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, pci_protocol_versions,
3124                                           ARRAY_SIZE(pci_protocol_versions));
3125         if (ret)
3126                 goto close;
3127
3128         ret = hv_allocate_config_window(hbus);
3129         if (ret)
3130                 goto close;
3131
3132         hbus->cfg_addr = ioremap(hbus->mem_config->start,
3133                                  PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
3134         if (!hbus->cfg_addr) {
3135                 dev_err(&hdev->device,
3136                         "Unable to map a virtual address for config space\n");
3137                 ret = -ENOMEM;
3138                 goto free_config;
3139         }
3140
3141         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%pUL", &hdev->dev_instance);
3142         if (!name) {
3143                 ret = -ENOMEM;
3144                 goto unmap;
3145         }
3146
3147         hbus->sysdata.fwnode = irq_domain_alloc_named_fwnode(name);
3148         kfree(name);
3149         if (!hbus->sysdata.fwnode) {
3150                 ret = -ENOMEM;
3151                 goto unmap;
3152         }
3153
3154         ret = hv_pcie_init_irq_domain(hbus);
3155         if (ret)
3156                 goto free_fwnode;
3157
3158 retry:
3159         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
3160         if (ret)
3161                 goto free_irq_domain;
3162
3163         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
3164         /*
3165          * In certain case (Kdump) the pci device of interest was
3166          * not cleanly shut down and resource is still held on host
3167          * side, the host could return invalid device status.
3168          * We need to explicitly request host to release the resource
3169          * and try to enter D0 again.
3170          * Since the hv_pci_bus_exit() call releases structures
3171          * of all its child devices, we need to start the retry from
3172          * hv_pci_query_relations() call, requesting host to send
3173          * the synchronous child device relations message before this
3174          * information is needed in hv_send_resources_allocated()
3175          * call later.
3176          */
3177         if (ret == -EPROTO && enter_d0_retry) {
3178                 enter_d0_retry = false;
3179
3180                 dev_err(&hdev->device, "Retrying D0 Entry\n");
3181
3182                 /*
3183                  * Hv_pci_bus_exit() calls hv_send_resources_released()
3184                  * to free up resources of its child devices.
3185                  * In the kdump kernel we need to set the
3186                  * wslot_res_allocated to 255 so it scans all child
3187                  * devices to release resources allocated in the
3188                  * normal kernel before panic happened.
3189                  */
3190                 hbus->wslot_res_allocated = 255;
3191                 ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3192
3193                 if (ret == 0)
3194                         goto retry;
3195
3196                 dev_err(&hdev->device,
3197                         "Retrying D0 failed with ret %d\n", ret);
3198         }
3199         if (ret)
3200                 goto free_irq_domain;
3201
3202         ret = hv_pci_allocate_bridge_windows(hbus);
3203         if (ret)
3204                 goto exit_d0;
3205
3206         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
3207         if (ret)
3208                 goto free_windows;
3209
3210         prepopulate_bars(hbus);
3211
3212         hbus->state = hv_pcibus_probed;
3213
3214         ret = create_root_hv_pci_bus(hbus);
3215         if (ret)
3216                 goto free_windows;
3217
3218         return 0;
3219
3220 free_windows:
3221         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3222 exit_d0:
3223         (void) hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3224 free_irq_domain:
3225         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3226 free_fwnode:
3227         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
3228 unmap:
3229         iounmap(hbus->cfg_addr);
3230 free_config:
3231         hv_free_config_window(hbus);
3232 close:
3233         vmbus_close(hdev->channel);
3234 destroy_wq:
3235         destroy_workqueue(hbus->wq);
3236 free_dom:
3237         hv_put_dom_num(hbus->sysdata.domain);
3238 free_bus:
3239         kfree(hbus);
3240         return ret;
3241 }
3242
3243 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs)
3244 {
3245         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3246         struct {
3247                 struct pci_packet teardown_packet;
3248                 u8 buffer[sizeof(struct pci_message)];
3249         } pkt;
3250         struct hv_dr_state *dr;
3251         struct hv_pci_compl comp_pkt;
3252         int ret;
3253
3254         /*
3255          * After the host sends the RESCIND_CHANNEL message, it doesn't
3256          * access the per-channel ringbuffer any longer.
3257          */
3258         if (hdev->channel->rescind)
3259                 return 0;
3260
3261         if (!keep_devs) {
3262                 /* Delete any children which might still exist. */
3263                 dr = kzalloc(sizeof(*dr), GFP_KERNEL);
3264                 if (dr && hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
3265                         kfree(dr);
3266         }
3267
3268         ret = hv_send_resources_released(hdev);
3269         if (ret) {
3270                 dev_err(&hdev->device,
3271                         "Couldn't send resources released packet(s)\n");
3272                 return ret;
3273         }
3274
3275         memset(&pkt.teardown_packet, 0, sizeof(pkt.teardown_packet));
3276         init_completion(&comp_pkt.host_event);
3277         pkt.teardown_packet.completion_func = hv_pci_generic_compl;
3278         pkt.teardown_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
3279         pkt.teardown_packet.message[0].type = PCI_BUS_D0EXIT;
3280
3281         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt.teardown_packet.message,
3282                                sizeof(struct pci_message),
3283                                (unsigned long)&pkt.teardown_packet,
3284                                VM_PKT_DATA_INBAND,
3285                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
3286         if (ret)
3287                 return ret;
3288
3289         if (wait_for_completion_timeout(&comp_pkt.host_event, 10 * HZ) == 0)
3290                 return -ETIMEDOUT;
3291
3292         return 0;
3293 }
3294
3295 /**
3296  * hv_pci_remove() - Remove routine for this VMBus channel
3297  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3298  *
3299  * Return: 0 on success, -errno on failure
3300  */
3301 static int hv_pci_remove(struct hv_device *hdev)
3302 {
3303         struct hv_pcibus_device *hbus;
3304         int ret;
3305
3306         hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3307         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
3308                 /* Remove the bus from PCI's point of view. */
3309                 pci_lock_rescan_remove();
3310                 pci_stop_root_bus(hbus->pci_bus);
3311                 hv_pci_remove_slots(hbus);
3312                 pci_remove_root_bus(hbus->pci_bus);
3313                 pci_unlock_rescan_remove();
3314                 hbus->state = hv_pcibus_removed;
3315         }
3316
3317         ret = hv_pci_bus_exit(hdev, false);
3318
3319         vmbus_close(hdev->channel);
3320
3321         iounmap(hbus->cfg_addr);
3322         hv_free_config_window(hbus);
3323         pci_free_resource_list(&hbus->resources_for_children);
3324         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3325         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3326         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
3327         put_hvpcibus(hbus);
3328         wait_for_completion(&hbus->remove_event);
3329         destroy_workqueue(hbus->wq);
3330
3331         hv_put_dom_num(hbus->sysdata.domain);
3332
3333         kfree(hbus);
3334         return ret;
3335 }
3336
3337 static int hv_pci_suspend(struct hv_device *hdev)
3338 {
3339         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3340         enum hv_pcibus_state old_state;
3341         int ret;
3342
3343         /*
3344          * hv_pci_suspend() must make sure there are no pending work items
3345          * before calling vmbus_close(), since it runs in a process context
3346          * as a callback in dpm_suspend().  When it starts to run, the channel
3347          * callback hv_pci_onchannelcallback(), which runs in a tasklet
3348          * context, can be still running concurrently and scheduling new work
3349          * items onto hbus->wq in hv_pci_devices_present() and
3350          * hv_pci_eject_device(), and the work item handlers can access the
3351          * vmbus channel, which can be being closed by hv_pci_suspend(), e.g.
3352          * the work item handler pci_devices_present_work() ->
3353          * new_pcichild_device() writes to the vmbus channel.
3354          *
3355          * To eliminate the race, hv_pci_suspend() disables the channel
3356          * callback tasklet, sets hbus->state to hv_pcibus_removing, and
3357          * re-enables the tasklet. This way, when hv_pci_suspend() proceeds,
3358          * it knows that no new work item can be scheduled, and then it flushes
3359          * hbus->wq and safely closes the vmbus channel.
3360          */
3361         tasklet_disable(&hdev->channel->callback_event);
3362
3363         /* Change the hbus state to prevent new work items. */
3364         old_state = hbus->state;
3365         if (hbus->state == hv_pcibus_installed)
3366                 hbus->state = hv_pcibus_removing;
3367
3368         tasklet_enable(&hdev->channel->callback_event);
3369
3370         if (old_state != hv_pcibus_installed)
3371                 return -EINVAL;
3372
3373         flush_workqueue(hbus->wq);
3374
3375         ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3376         if (ret)
3377                 return ret;
3378
3379         vmbus_close(hdev->channel);
3380
3381         return 0;
3382 }
3383
3384 static int hv_pci_restore_msi_msg(struct pci_dev *pdev, void *arg)
3385 {
3386         struct msi_desc *entry;
3387         struct irq_data *irq_data;
3388
3389         for_each_pci_msi_entry(entry, pdev) {
3390                 irq_data = irq_get_irq_data(entry->irq);
3391                 if (WARN_ON_ONCE(!irq_data))
3392                         return -EINVAL;
3393
3394                 hv_compose_msi_msg(irq_data, &entry->msg);
3395         }
3396
3397         return 0;
3398 }
3399
3400 /*
3401  * Upon resume, pci_restore_msi_state() -> ... ->  __pci_write_msi_msg()
3402  * directly writes the MSI/MSI-X registers via MMIO, but since Hyper-V
3403  * doesn't trap and emulate the MMIO accesses, here hv_compose_msi_msg()
3404  * must be used to ask Hyper-V to re-create the IOMMU Interrupt Remapping
3405  * Table entries.
3406  */
3407 static void hv_pci_restore_msi_state(struct hv_pcibus_device *hbus)
3408 {
3409         pci_walk_bus(hbus->pci_bus, hv_pci_restore_msi_msg, NULL);
3410 }
3411
3412 static int hv_pci_resume(struct hv_device *hdev)
3413 {
3414         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3415         enum pci_protocol_version_t version[1];
3416         int ret;
3417
3418         hbus->state = hv_pcibus_init;
3419
3420         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
3421                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
3422         if (ret)
3423                 return ret;
3424
3425         /* Only use the version that was in use before hibernation. */
3426         version[0] = hbus->protocol_version;
3427         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, version, 1);
3428         if (ret)
3429                 goto out;
3430
3431         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
3432         if (ret)
3433                 goto out;
3434
3435         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
3436         if (ret)
3437                 goto out;
3438
3439         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
3440         if (ret)
3441                 goto out;
3442
3443         prepopulate_bars(hbus);
3444
3445         hv_pci_restore_msi_state(hbus);
3446
3447         hbus->state = hv_pcibus_installed;
3448         return 0;
3449 out:
3450         vmbus_close(hdev->channel);
3451         return ret;
3452 }
3453
3454 static const struct hv_vmbus_device_id hv_pci_id_table[] = {
3455         /* PCI Pass-through Class ID */
3456         /* 44C4F61D-4444-4400-9D52-802E27EDE19F */
3457         { HV_PCIE_GUID, },
3458         { },
3459 };
3460
3461 MODULE_DEVICE_TABLE(vmbus, hv_pci_id_table);
3462
3463 static struct hv_driver hv_pci_drv = {
3464         .name           = "hv_pci",
3465         .id_table       = hv_pci_id_table,
3466         .probe          = hv_pci_probe,
3467         .remove         = hv_pci_remove,
3468         .suspend        = hv_pci_suspend,
3469         .resume         = hv_pci_resume,
3470 };
3471
3472 static void __exit exit_hv_pci_drv(void)
3473 {
3474         vmbus_driver_unregister(&hv_pci_drv);
3475
3476         hvpci_block_ops.read_block = NULL;
3477         hvpci_block_ops.write_block = NULL;
3478         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = NULL;
3479 }
3480
3481 static int __init init_hv_pci_drv(void)
3482 {
3483         /* Set the invalid domain number's bit, so it will not be used */
3484         set_bit(HVPCI_DOM_INVALID, hvpci_dom_map);
3485
3486         /* Initialize PCI block r/w interface */
3487         hvpci_block_ops.read_block = hv_read_config_block;
3488         hvpci_block_ops.write_block = hv_write_config_block;
3489         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = hv_register_block_invalidate;
3490
3491         return vmbus_driver_register(&hv_pci_drv);
3492 }
3493
3494 module_init(init_hv_pci_drv);
3495 module_exit(exit_hv_pci_drv);
3496
3497 MODULE_DESCRIPTION("Hyper-V PCI");
3498 MODULE_LICENSE("GPL v2");