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