drivers/pci/p2pdma.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * PCI Peer 2 Peer DMA support.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2016-2018, Logan Gunthorpe
   6  * Copyright (c) 2016-2017, Microsemi Corporation
   7  * Copyright (c) 2017, Christoph Hellwig
   8  * Copyright (c) 2018, Eideticom Inc.
   9  */
  10
  11 #define pr_fmt(fmt) "pci-p2pdma: " fmt
  12 #include <linux/ctype.h>
  13 #include <linux/pci-p2pdma.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/genalloc.h>
  17 #include <linux/memremap.h>
  18 #include <linux/percpu-refcount.h>
  19 #include <linux/random.h>
  20 #include <linux/seq_buf.h>
  21 #include <linux/xarray.h>
  22
  23 enum pci_p2pdma_map_type {
  24         PCI_P2PDMA_MAP_UNKNOWN = 0,
  25         PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED,
  26         PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR,
  27         PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE,
  28 };
  29
  30 struct pci_p2pdma {
  31         struct gen_pool *pool;
  32         bool p2pmem_published;
  33         struct xarray map_types;
  34 };
  35
  36 struct pci_p2pdma_pagemap {
  37         struct dev_pagemap pgmap;
  38         struct pci_dev *provider;
  39         u64 bus_offset;
  40 };
  41
  42 static struct pci_p2pdma_pagemap *to_p2p_pgmap(struct dev_pagemap *pgmap)
  43 {
  44         return container_of(pgmap, struct pci_p2pdma_pagemap, pgmap);
  45 }
  46
  47 static ssize_t size_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  48                          char *buf)
  49 {
  50         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  51         size_t size = 0;
  52
  53         if (pdev->p2pdma->pool)
  54                 size = gen_pool_size(pdev->p2pdma->pool);
  55
  56         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%zd\n", size);
  57 }
  58 static DEVICE_ATTR_RO(size);
  59
  60 static ssize_t available_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  61                               char *buf)
  62 {
  63         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  64         size_t avail = 0;
  65
  66         if (pdev->p2pdma->pool)
  67                 avail = gen_pool_avail(pdev->p2pdma->pool);
  68
  69         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%zd\n", avail);
  70 }
  71 static DEVICE_ATTR_RO(available);
  72
  73 static ssize_t published_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  74                               char *buf)
  75 {
  76         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  77
  78         return scnprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
  79                          pdev->p2pdma->p2pmem_published);
  80 }
  81 static DEVICE_ATTR_RO(published);
  82
  83 static struct attribute *p2pmem_attrs[] = {
  84         &dev_attr_size.attr,
  85         &dev_attr_available.attr,
  86         &dev_attr_published.attr,
  87         NULL,
  88 };
  89
  90 static const struct attribute_group p2pmem_group = {
  91         .attrs = p2pmem_attrs,
  92         .name = "p2pmem",
  93 };
  94
  95 static void pci_p2pdma_release(void *data)
  96 {
  97         struct pci_dev *pdev = data;
  98         struct pci_p2pdma *p2pdma = pdev->p2pdma;
  99
 100         if (!p2pdma)
 101                 return;
 102
 103         /* Flush and disable pci_alloc_p2p_mem() */
 104         pdev->p2pdma = NULL;
 105         synchronize_rcu();
 106
 107         gen_pool_destroy(p2pdma->pool);
 108         sysfs_remove_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 109         xa_destroy(&p2pdma->map_types);
 110 }
 111
 112 static int pci_p2pdma_setup(struct pci_dev *pdev)
 113 {
 114         int error = -ENOMEM;
 115         struct pci_p2pdma *p2p;
 116
 117         p2p = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p), GFP_KERNEL);
 118         if (!p2p)
 119                 return -ENOMEM;
 120
 121         xa_init(&p2p->map_types);
 122
 123         p2p->pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, dev_to_node(&pdev->dev));
 124         if (!p2p->pool)
 125                 goto out;
 126
 127         error = devm_add_action_or_reset(&pdev->dev, pci_p2pdma_release, pdev);
 128         if (error)
 129                 goto out_pool_destroy;
 130
 131         pdev->p2pdma = p2p;
 132
 133         error = sysfs_create_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 134         if (error)
 135                 goto out_pool_destroy;
 136
 137         return 0;
 138
 139 out_pool_destroy:
 140         pdev->p2pdma = NULL;
 141         gen_pool_destroy(p2p->pool);
 142 out:
 143         devm_kfree(&pdev->dev, p2p);
 144         return error;
 145 }
 146
 147 /**
 148  * pci_p2pdma_add_resource - add memory for use as p2p memory
 149  * @pdev: the device to add the memory to
 150  * @bar: PCI BAR to add
 151  * @size: size of the memory to add, may be zero to use the whole BAR
 152  * @offset: offset into the PCI BAR
 153  *
 154  * The memory will be given ZONE_DEVICE struct pages so that it may
 155  * be used with any DMA request.
 156  */
 157 int pci_p2pdma_add_resource(struct pci_dev *pdev, int bar, size_t size,
 158                             u64 offset)
 159 {
 160         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap;
 161         struct dev_pagemap *pgmap;
 162         void *addr;
 163         int error;
 164
 165         if (!(pci_resource_flags(pdev, bar) & IORESOURCE_MEM))
 166                 return -EINVAL;
 167
 168         if (offset >= pci_resource_len(pdev, bar))
 169                 return -EINVAL;
 170
 171         if (!size)
 172                 size = pci_resource_len(pdev, bar) - offset;
 173
 174         if (size + offset > pci_resource_len(pdev, bar))
 175                 return -EINVAL;
 176
 177         if (!pdev->p2pdma) {
 178                 error = pci_p2pdma_setup(pdev);
 179                 if (error)
 180                         return error;
 181         }
 182
 183         p2p_pgmap = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p_pgmap), GFP_KERNEL);
 184         if (!p2p_pgmap)
 185                 return -ENOMEM;
 186
 187         pgmap = &p2p_pgmap->pgmap;
 188         pgmap->range.start = pci_resource_start(pdev, bar) + offset;
 189         pgmap->range.end = pgmap->range.start + size - 1;
 190         pgmap->nr_range = 1;
 191         pgmap->type = MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
 192
 193         p2p_pgmap->provider = pdev;
 194         p2p_pgmap->bus_offset = pci_bus_address(pdev, bar) -
 195                 pci_resource_start(pdev, bar);
 196
 197         addr = devm_memremap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 198         if (IS_ERR(addr)) {
 199                 error = PTR_ERR(addr);
 200                 goto pgmap_free;
 201         }
 202
 203         error = gen_pool_add_owner(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long)addr,
 204                         pci_bus_address(pdev, bar) + offset,
 205                         range_len(&pgmap->range), dev_to_node(&pdev->dev),
 206                         pgmap->ref);
 207         if (error)
 208                 goto pages_free;
 209
 210         pci_info(pdev, "added peer-to-peer DMA memory %#llx-%#llx\n",
 211                  pgmap->range.start, pgmap->range.end);
 212
 213         return 0;
 214
 215 pages_free:
 216         devm_memunmap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 217 pgmap_free:
 218         devm_kfree(&pdev->dev, pgmap);
 219         return error;
 220 }
 221 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_add_resource);
 222
 223 /*
 224  * Note this function returns the parent PCI device with a
 225  * reference taken. It is the caller's responsibility to drop
 226  * the reference.
 227  */
 228 static struct pci_dev *find_parent_pci_dev(struct device *dev)
 229 {
 230         struct device *parent;
 231
 232         dev = get_device(dev);
 233
 234         while (dev) {
 235                 if (dev_is_pci(dev))
 236                         return to_pci_dev(dev);
 237
 238                 parent = get_device(dev->parent);
 239                 put_device(dev);
 240                 dev = parent;
 241         }
 242
 243         return NULL;
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Check if a PCI bridge has its ACS redirection bits set to redirect P2P
 248  * TLPs upstream via ACS. Returns 1 if the packets will be redirected
 249  * upstream, 0 otherwise.
 250  */
 251 static int pci_bridge_has_acs_redir(struct pci_dev *pdev)
 252 {
 253         int pos;
 254         u16 ctrl;
 255
 256         pos = pdev->acs_cap;
 257         if (!pos)
 258                 return 0;
 259
 260         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_ACS_CTRL, &ctrl);
 261
 262         if (ctrl & (PCI_ACS_RR | PCI_ACS_CR | PCI_ACS_EC))
 263                 return 1;
 264
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 static void seq_buf_print_bus_devfn(struct seq_buf *buf, struct pci_dev *pdev)
 269 {
 270         if (!buf)
 271                 return;
 272
 273         seq_buf_printf(buf, "%s;", pci_name(pdev));
 274 }
 275
 276 static bool cpu_supports_p2pdma(void)
 277 {
 278 #ifdef CONFIG_X86
 279         struct cpuinfo_x86 *c = &cpu_data(0);
 280
 281         /* Any AMD CPU whose family ID is Zen or newer supports p2pdma */
 282         if (c->x86_vendor == X86_VENDOR_AMD && c->x86 >= 0x17)
 283                 return true;
 284 #endif
 285
 286         return false;
 287 }
 288
 289 static const struct pci_p2pdma_whitelist_entry {
 290         unsigned short vendor;
 291         unsigned short device;
 292         enum {
 293                 REQ_SAME_HOST_BRIDGE    = 1 << 0,
 294         } flags;
 295 } pci_p2pdma_whitelist[] = {
 296         /* Intel Xeon E5/Core i7 */
 297         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 298         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 299         /* Intel Xeon E7 v3/Xeon E5 v3/Core i7 */
 300         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 301         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 302         /* Intel SkyLake-E */
 303         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2030, 0},
 304         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2031, 0},
 305         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2032, 0},
 306         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2033, 0},
 307         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2020, 0},
 308         {}
 309 };
 310
 311 /*
 312  * This lookup function tries to find the PCI device corresponding to a given
 313  * host bridge.
 314  *
 315  * It assumes the host bridge device is the first PCI device in the
 316  * bus->devices list and that the devfn is 00.0. These assumptions should hold
 317  * for all the devices in the whitelist above.
 318  *
 319  * This function is equivalent to pci_get_slot(host->bus, 0), however it does
 320  * not take the pci_bus_sem lock seeing __host_bridge_whitelist() must not
 321  * sleep.
 322  *
 323  * For this to be safe, the caller should hold a reference to a device on the
 324  * bridge, which should ensure the host_bridge device will not be freed
 325  * or removed from the head of the devices list.
 326  */
 327 static struct pci_dev *pci_host_bridge_dev(struct pci_host_bridge *host)
 328 {
 329         struct pci_dev *root;
 330
 331         root = list_first_entry_or_null(&host->bus->devices,
 332                                         struct pci_dev, bus_list);
 333
 334         if (!root)
 335                 return NULL;
 336         if (root->devfn != PCI_DEVFN(0, 0))
 337                 return NULL;
 338
 339         return root;
 340 }
 341
 342 static bool __host_bridge_whitelist(struct pci_host_bridge *host,
 343                                     bool same_host_bridge, bool warn)
 344 {
 345         struct pci_dev *root = pci_host_bridge_dev(host);
 346         const struct pci_p2pdma_whitelist_entry *entry;
 347         unsigned short vendor, device;
 348
 349         if (!root)
 350                 return false;
 351
 352         vendor = root->vendor;
 353         device = root->device;
 354
 355         for (entry = pci_p2pdma_whitelist; entry->vendor; entry++) {
 356                 if (vendor != entry->vendor || device != entry->device)
 357                         continue;
 358                 if (entry->flags & REQ_SAME_HOST_BRIDGE && !same_host_bridge)
 359                         return false;
 360
 361                 return true;
 362         }
 363
 364         if (warn)
 365                 pci_warn(root, "Host bridge not in P2PDMA whitelist: %04x:%04x\n",
 366                          vendor, device);
 367
 368         return false;
 369 }
 370
 371 /*
 372  * If we can't find a common upstream bridge take a look at the root
 373  * complex and compare it to a whitelist of known good hardware.
 374  */
 375 static bool host_bridge_whitelist(struct pci_dev *a, struct pci_dev *b,
 376                                   bool warn)
 377 {
 378         struct pci_host_bridge *host_a = pci_find_host_bridge(a->bus);
 379         struct pci_host_bridge *host_b = pci_find_host_bridge(b->bus);
 380
 381         if (host_a == host_b)
 382                 return __host_bridge_whitelist(host_a, true, warn);
 383
 384         if (__host_bridge_whitelist(host_a, false, warn) &&
 385             __host_bridge_whitelist(host_b, false, warn))
 386                 return true;
 387
 388         return false;
 389 }
 390
 391 static unsigned long map_types_idx(struct pci_dev *client)
 392 {
 393         return (pci_domain_nr(client->bus) << 16) |
 394                 (client->bus->number << 8) | client->devfn;
 395 }
 396
 397 /*
 398  * Calculate the P2PDMA mapping type and distance between two PCI devices.
 399  *
 400  * If the two devices are the same PCI function, return
 401  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR and a distance of 0.
 402  *
 403  * If they are two functions of the same device, return
 404  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR and a distance of 2 (one hop up to the bridge,
 405  * then one hop back down to another function of the same device).
 406  *
 407  * In the case where two devices are connected to the same PCIe switch,
 408  * return a distance of 4. This corresponds to the following PCI tree:
 409  *
 410  *     -+  Root Port
 411  *      \+ Switch Upstream Port
 412  *       +-+ Switch Downstream Port 0
 413  *       + \- Device A
 414  *       \-+ Switch Downstream Port 1
 415  *         \- Device B
 416  *
 417  * The distance is 4 because we traverse from Device A to Downstream Port 0
 418  * to the common Switch Upstream Port, back down to Downstream Port 1 and
 419  * then to Device B. The mapping type returned depends on the ACS
 420  * redirection setting of the ports along the path.
 421  *
 422  * If ACS redirect is set on any port in the path, traffic between the
 423  * devices will go through the host bridge, so return
 424  * PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE; otherwise return
 425  * PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR.
 426  *
 427  * Any two devices that have a data path that goes through the host bridge
 428  * will consult a whitelist. If the host bridge is in the whitelist, return
 429  * PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE with the distance set to the number of
 430  * ports per above. If the device is not in the whitelist, return
 431  * PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED.
 432  */
 433 static enum pci_p2pdma_map_type
 434 calc_map_type_and_dist(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 435                 int *dist, bool verbose)
 436 {
 437         enum pci_p2pdma_map_type map_type = PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE;
 438         struct pci_dev *a = provider, *b = client, *bb;
 439         bool acs_redirects = false;
 440         struct seq_buf acs_list;
 441         int acs_cnt = 0;
 442         int dist_a = 0;
 443         int dist_b = 0;
 444         char buf[128];
 445
 446         seq_buf_init(&acs_list, buf, sizeof(buf));
 447
 448         /*
 449          * Note, we don't need to take references to devices returned by
 450          * pci_upstream_bridge() seeing we hold a reference to a child
 451          * device which will already hold a reference to the upstream bridge.
 452          */
 453         while (a) {
 454                 dist_b = 0;
 455
 456                 if (pci_bridge_has_acs_redir(a)) {
 457                         seq_buf_print_bus_devfn(&acs_list, a);
 458                         acs_cnt++;
 459                 }
 460
 461                 bb = b;
 462
 463                 while (bb) {
 464                         if (a == bb)
 465                                 goto check_b_path_acs;
 466
 467                         bb = pci_upstream_bridge(bb);
 468                         dist_b++;
 469                 }
 470
 471                 a = pci_upstream_bridge(a);
 472                 dist_a++;
 473         }
 474
 475         *dist = dist_a + dist_b;
 476         goto map_through_host_bridge;
 477
 478 check_b_path_acs:
 479         bb = b;
 480
 481         while (bb) {
 482                 if (a == bb)
 483                         break;
 484
 485                 if (pci_bridge_has_acs_redir(bb)) {
 486                         seq_buf_print_bus_devfn(&acs_list, bb);
 487                         acs_cnt++;
 488                 }
 489
 490                 bb = pci_upstream_bridge(bb);
 491         }
 492
 493         *dist = dist_a + dist_b;
 494
 495         if (!acs_cnt) {
 496                 map_type = PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR;
 497                 goto done;
 498         }
 499
 500         if (verbose) {
 501                 acs_list.buffer[acs_list.len-1] = 0; /* drop final semicolon */
 502                 pci_warn(client, "ACS redirect is set between the client and provider (%s)\n",
 503                          pci_name(provider));
 504                 pci_warn(client, "to disable ACS redirect for this path, add the kernel parameter: pci=disable_acs_redir=%s\n",
 505                          acs_list.buffer);
 506         }
 507         acs_redirects = true;
 508
 509 map_through_host_bridge:
 510         if (!cpu_supports_p2pdma() &&
 511             !host_bridge_whitelist(provider, client, acs_redirects)) {
 512                 if (verbose)
 513                         pci_warn(client, "cannot be used for peer-to-peer DMA as the client and provider (%s) do not share an upstream bridge or whitelisted host bridge\n",
 514                                  pci_name(provider));
 515                 map_type = PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 516         }
 517 done:
 518         if (provider->p2pdma)
 519                 xa_store(&provider->p2pdma->map_types, map_types_idx(client),
 520                          xa_mk_value(map_type), GFP_KERNEL);
 521         return map_type;
 522 }
 523
 524 /**
 525  * pci_p2pdma_distance_many - Determine the cumulative distance between
 526  *      a p2pdma provider and the clients in use.
 527  * @provider: p2pdma provider to check against the client list
 528  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 529  * @num_clients: number of clients in the array
 530  * @verbose: if true, print warnings for devices when we return -1
 531  *
 532  * Returns -1 if any of the clients are not compatible, otherwise returns a
 533  * positive number where a lower number is the preferable choice. (If there's
 534  * one client that's the same as the provider it will return 0, which is best
 535  * choice).
 536  *
 537  * "compatible" means the provider and the clients are either all behind
 538  * the same PCI root port or the host bridges connected to each of the devices
 539  * are listed in the 'pci_p2pdma_whitelist'.
 540  */
 541 int pci_p2pdma_distance_many(struct pci_dev *provider, struct device **clients,
 542                              int num_clients, bool verbose)
 543 {
 544         enum pci_p2pdma_map_type map;
 545         bool not_supported = false;
 546         struct pci_dev *pci_client;
 547         int total_dist = 0;
 548         int i, distance;
 549
 550         if (num_clients == 0)
 551                 return -1;
 552
 553         for (i = 0; i < num_clients; i++) {
 554                 pci_client = find_parent_pci_dev(clients[i]);
 555                 if (!pci_client) {
 556                         if (verbose)
 557                                 dev_warn(clients[i],
 558                                          "cannot be used for peer-to-peer DMA as it is not a PCI device\n");
 559                         return -1;
 560                 }
 561
 562                 map = calc_map_type_and_dist(provider, pci_client, &distance,
 563                                              verbose);
 564
 565                 pci_dev_put(pci_client);
 566
 567                 if (map == PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED)
 568                         not_supported = true;
 569
 570                 if (not_supported && !verbose)
 571                         break;
 572
 573                 total_dist += distance;
 574         }
 575
 576         if (not_supported)
 577                 return -1;
 578
 579         return total_dist;
 580 }
 581 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_distance_many);
 582
 583 /**
 584  * pci_has_p2pmem - check if a given PCI device has published any p2pmem
 585  * @pdev: PCI device to check
 586  */
 587 bool pci_has_p2pmem(struct pci_dev *pdev)
 588 {
 589         return pdev->p2pdma && pdev->p2pdma->p2pmem_published;
 590 }
 591 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_has_p2pmem);
 592
 593 /**
 594  * pci_p2pmem_find_many - find a peer-to-peer DMA memory device compatible with
 595  *      the specified list of clients and shortest distance (as determined
 596  *      by pci_p2pmem_dma())
 597  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 598  * @num_clients: number of client devices in the list
 599  *
 600  * If multiple devices are behind the same switch, the one "closest" to the
 601  * client devices in use will be chosen first. (So if one of the providers is
 602  * the same as one of the clients, that provider will be used ahead of any
 603  * other providers that are unrelated). If multiple providers are an equal
 604  * distance away, one will be chosen at random.
 605  *
 606  * Returns a pointer to the PCI device with a reference taken (use pci_dev_put
 607  * to return the reference) or NULL if no compatible device is found. The
 608  * found provider will also be assigned to the client list.
 609  */
 610 struct pci_dev *pci_p2pmem_find_many(struct device **clients, int num_clients)
 611 {
 612         struct pci_dev *pdev = NULL;
 613         int distance;
 614         int closest_distance = INT_MAX;
 615         struct pci_dev **closest_pdevs;
 616         int dev_cnt = 0;
 617         const int max_devs = PAGE_SIZE / sizeof(*closest_pdevs);
 618         int i;
 619
 620         closest_pdevs = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 621         if (!closest_pdevs)
 622                 return NULL;
 623
 624         while ((pdev = pci_get_device(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, pdev))) {
 625                 if (!pci_has_p2pmem(pdev))
 626                         continue;
 627
 628                 distance = pci_p2pdma_distance_many(pdev, clients,
 629                                                     num_clients, false);
 630                 if (distance < 0 || distance > closest_distance)
 631                         continue;
 632
 633                 if (distance == closest_distance && dev_cnt >= max_devs)
 634                         continue;
 635
 636                 if (distance < closest_distance) {
 637                         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 638                                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 639
 640                         dev_cnt = 0;
 641                         closest_distance = distance;
 642                 }
 643
 644                 closest_pdevs[dev_cnt++] = pci_dev_get(pdev);
 645         }
 646
 647         if (dev_cnt)
 648                 pdev = pci_dev_get(closest_pdevs[prandom_u32_max(dev_cnt)]);
 649
 650         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 651                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 652
 653         kfree(closest_pdevs);
 654         return pdev;
 655 }
 656 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_find_many);
 657
 658 /**
 659  * pci_alloc_p2pmem - allocate peer-to-peer DMA memory
 660  * @pdev: the device to allocate memory from
 661  * @size: number of bytes to allocate
 662  *
 663  * Returns the allocated memory or NULL on error.
 664  */
 665 void *pci_alloc_p2pmem(struct pci_dev *pdev, size_t size)
 666 {
 667         void *ret = NULL;
 668         struct percpu_ref *ref;
 669
 670         /*
 671          * Pairs with synchronize_rcu() in pci_p2pdma_release() to
 672          * ensure pdev->p2pdma is non-NULL for the duration of the
 673          * read-lock.
 674          */
 675         rcu_read_lock();
 676         if (unlikely(!pdev->p2pdma))
 677                 goto out;
 678
 679         ret = (void *)gen_pool_alloc_owner(pdev->p2pdma->pool, size,
 680                         (void **) &ref);
 681         if (!ret)
 682                 goto out;
 683
 684         if (unlikely(!percpu_ref_tryget_live(ref))) {
 685                 gen_pool_free(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long) ret, size);
 686                 ret = NULL;
 687                 goto out;
 688         }
 689 out:
 690         rcu_read_unlock();
 691         return ret;
 692 }
 693 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_alloc_p2pmem);
 694
 695 /**
 696  * pci_free_p2pmem - free peer-to-peer DMA memory
 697  * @pdev: the device the memory was allocated from
 698  * @addr: address of the memory that was allocated
 699  * @size: number of bytes that were allocated
 700  */
 701 void pci_free_p2pmem(struct pci_dev *pdev, void *addr, size_t size)
 702 {
 703         struct percpu_ref *ref;
 704
 705         gen_pool_free_owner(pdev->p2pdma->pool, (uintptr_t)addr, size,
 706                         (void **) &ref);
 707         percpu_ref_put(ref);
 708 }
 709 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_free_p2pmem);
 710
 711 /**
 712  * pci_p2pmem_virt_to_bus - return the PCI bus address for a given virtual
 713  *      address obtained with pci_alloc_p2pmem()
 714  * @pdev: the device the memory was allocated from
 715  * @addr: address of the memory that was allocated
 716  */
 717 pci_bus_addr_t pci_p2pmem_virt_to_bus(struct pci_dev *pdev, void *addr)
 718 {
 719         if (!addr)
 720                 return 0;
 721         if (!pdev->p2pdma)
 722                 return 0;
 723
 724         /*
 725          * Note: when we added the memory to the pool we used the PCI
 726          * bus address as the physical address. So gen_pool_virt_to_phys()
 727          * actually returns the bus address despite the misleading name.
 728          */
 729         return gen_pool_virt_to_phys(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long)addr);
 730 }
 731 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_virt_to_bus);
 732
 733 /**
 734  * pci_p2pmem_alloc_sgl - allocate peer-to-peer DMA memory in a scatterlist
 735  * @pdev: the device to allocate memory from
 736  * @nents: the number of SG entries in the list
 737  * @length: number of bytes to allocate
 738  *
 739  * Return: %NULL on error or &struct scatterlist pointer and @nents on success
 740  */
 741 struct scatterlist *pci_p2pmem_alloc_sgl(struct pci_dev *pdev,
 742                                          unsigned int *nents, u32 length)
 743 {
 744         struct scatterlist *sg;
 745         void *addr;
 746
 747         sg = kmalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
 748         if (!sg)
 749                 return NULL;
 750
 751         sg_init_table(sg, 1);
 752
 753         addr = pci_alloc_p2pmem(pdev, length);
 754         if (!addr)
 755                 goto out_free_sg;
 756
 757         sg_set_buf(sg, addr, length);
 758         *nents = 1;
 759         return sg;
 760
 761 out_free_sg:
 762         kfree(sg);
 763         return NULL;
 764 }
 765 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_alloc_sgl);
 766
 767 /**
 768  * pci_p2pmem_free_sgl - free a scatterlist allocated by pci_p2pmem_alloc_sgl()
 769  * @pdev: the device to allocate memory from
 770  * @sgl: the allocated scatterlist
 771  */
 772 void pci_p2pmem_free_sgl(struct pci_dev *pdev, struct scatterlist *sgl)
 773 {
 774         struct scatterlist *sg;
 775         int count;
 776
 777         for_each_sg(sgl, sg, INT_MAX, count) {
 778                 if (!sg)
 779                         break;
 780
 781                 pci_free_p2pmem(pdev, sg_virt(sg), sg->length);
 782         }
 783         kfree(sgl);
 784 }
 785 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_free_sgl);
 786
 787 /**
 788  * pci_p2pmem_publish - publish the peer-to-peer DMA memory for use by
 789  *      other devices with pci_p2pmem_find()
 790  * @pdev: the device with peer-to-peer DMA memory to publish
 791  * @publish: set to true to publish the memory, false to unpublish it
 792  *
 793  * Published memory can be used by other PCI device drivers for
 794  * peer-2-peer DMA operations. Non-published memory is reserved for
 795  * exclusive use of the device driver that registers the peer-to-peer
 796  * memory.
 797  */
 798 void pci_p2pmem_publish(struct pci_dev *pdev, bool publish)
 799 {
 800         if (pdev->p2pdma)
 801                 pdev->p2pdma->p2pmem_published = publish;
 802 }
 803 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_publish);
 804
 805 static enum pci_p2pdma_map_type pci_p2pdma_map_type(struct dev_pagemap *pgmap,
 806                                                     struct device *dev)
 807 {
 808         struct pci_dev *provider = to_p2p_pgmap(pgmap)->provider;
 809         struct pci_dev *client;
 810
 811         if (!provider->p2pdma)
 812                 return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 813
 814         if (!dev_is_pci(dev))
 815                 return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 816
 817         client = to_pci_dev(dev);
 818
 819         return xa_to_value(xa_load(&provider->p2pdma->map_types,
 820                                    map_types_idx(client)));
 821 }
 822
 823 static int __pci_p2pdma_map_sg(struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap,
 824                 struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents)
 825 {
 826         struct scatterlist *s;
 827         int i;
 828
 829         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 830                 s->dma_address = sg_phys(s) - p2p_pgmap->bus_offset;
 831                 sg_dma_len(s) = s->length;
 832         }
 833
 834         return nents;
 835 }
 836
 837 /**
 838  * pci_p2pdma_map_sg_attrs - map a PCI peer-to-peer scatterlist for DMA
 839  * @dev: device doing the DMA request
 840  * @sg: scatter list to map
 841  * @nents: elements in the scatterlist
 842  * @dir: DMA direction
 843  * @attrs: DMA attributes passed to dma_map_sg() (if called)
 844  *
 845  * Scatterlists mapped with this function should be unmapped using
 846  * pci_p2pdma_unmap_sg_attrs().
 847  *
 848  * Returns the number of SG entries mapped or 0 on error.
 849  */
 850 int pci_p2pdma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 851                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 852 {
 853         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap =
 854                 to_p2p_pgmap(sg_page(sg)->pgmap);
 855
 856         switch (pci_p2pdma_map_type(sg_page(sg)->pgmap, dev)) {
 857         case PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE:
 858                 return dma_map_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 859         case PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR:
 860                 return __pci_p2pdma_map_sg(p2p_pgmap, dev, sg, nents);
 861         default:
 862                 WARN_ON_ONCE(1);
 863                 return 0;
 864         }
 865 }
 866 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_map_sg_attrs);
 867
 868 /**
 869  * pci_p2pdma_unmap_sg_attrs - unmap a PCI peer-to-peer scatterlist that was
 870  *      mapped with pci_p2pdma_map_sg()
 871  * @dev: device doing the DMA request
 872  * @sg: scatter list to map
 873  * @nents: number of elements returned by pci_p2pdma_map_sg()
 874  * @dir: DMA direction
 875  * @attrs: DMA attributes passed to dma_unmap_sg() (if called)
 876  */
 877 void pci_p2pdma_unmap_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 878                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 879 {
 880         enum pci_p2pdma_map_type map_type;
 881
 882         map_type = pci_p2pdma_map_type(sg_page(sg)->pgmap, dev);
 883
 884         if (map_type == PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE)
 885                 dma_unmap_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 886 }
 887 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_unmap_sg_attrs);
 888
 889 /**
 890  * pci_p2pdma_enable_store - parse a configfs/sysfs attribute store
 891  *              to enable p2pdma
 892  * @page: contents of the value to be stored
 893  * @p2p_dev: returns the PCI device that was selected to be used
 894  *              (if one was specified in the stored value)
 895  * @use_p2pdma: returns whether to enable p2pdma or not
 896  *
 897  * Parses an attribute value to decide whether to enable p2pdma.
 898  * The value can select a PCI device (using its full BDF device
 899  * name) or a boolean (in any format strtobool() accepts). A false
 900  * value disables p2pdma, a true value expects the caller
 901  * to automatically find a compatible device and specifying a PCI device
 902  * expects the caller to use the specific provider.
 903  *
 904  * pci_p2pdma_enable_show() should be used as the show operation for
 905  * the attribute.
 906  *
 907  * Returns 0 on success
 908  */
 909 int pci_p2pdma_enable_store(const char *page, struct pci_dev **p2p_dev,
 910                             bool *use_p2pdma)
 911 {
 912         struct device *dev;
 913
 914         dev = bus_find_device_by_name(&pci_bus_type, NULL, page);
 915         if (dev) {
 916                 *use_p2pdma = true;
 917                 *p2p_dev = to_pci_dev(dev);
 918
 919                 if (!pci_has_p2pmem(*p2p_dev)) {
 920                         pci_err(*p2p_dev,
 921                                 "PCI device has no peer-to-peer memory: %s\n",
 922                                 page);
 923                         pci_dev_put(*p2p_dev);
 924                         return -ENODEV;
 925                 }
 926
 927                 return 0;
 928         } else if ((page[0] == '0' || page[0] == '1') && !iscntrl(page[1])) {
 929                 /*
 930                  * If the user enters a PCI device that  doesn't exist
 931                  * like "0000:01:00.1", we don't want strtobool to think
 932                  * it's a '0' when it's clearly not what the user wanted.
 933                  * So we require 0's and 1's to be exactly one character.
 934                  */
 935         } else if (!strtobool(page, use_p2pdma)) {
 936                 return 0;
 937         }
 938
 939         pr_err("No such PCI device: %.*s\n", (int)strcspn(page, "\n"), page);
 940         return -ENODEV;
 941 }
 942 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_store);
 943
 944 /**
 945  * pci_p2pdma_enable_show - show a configfs/sysfs attribute indicating
 946  *              whether p2pdma is enabled
 947  * @page: contents of the stored value
 948  * @p2p_dev: the selected p2p device (NULL if no device is selected)
 949  * @use_p2pdma: whether p2pdma has been enabled
 950  *
 951  * Attributes that use pci_p2pdma_enable_store() should use this function
 952  * to show the value of the attribute.
 953  *
 954  * Returns 0 on success
 955  */
 956 ssize_t pci_p2pdma_enable_show(char *page, struct pci_dev *p2p_dev,
 957                                bool use_p2pdma)
 958 {
 959         if (!use_p2pdma)
 960                 return sprintf(page, "0\n");
 961
 962         if (!p2p_dev)
 963                 return sprintf(page, "1\n");
 964
 965         return sprintf(page, "%s\n", pci_name(p2p_dev));
 966 }
 967 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_show);