drivers/pci/pcie/portdrv_core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Purpose:     PCI Express Port Bus Driver's Core Functions
   4  *
   5  * Copyright (C) 2004 Intel
   6  * Copyright (C) Tom Long Nguyen (tom.l.nguyen@intel.com)
   7  */
   8
   9 #include <linux/module.h>
  10 #include <linux/pci.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/pm.h>
  14 #include <linux/pm_runtime.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/aer.h>
  18
  19 #include "../pci.h"
  20 #include "portdrv.h"
  21
  22 struct portdrv_service_data {
  23         struct pcie_port_service_driver *drv;
  24         struct device *dev;
  25         u32 service;
  26 };
  27
  28 /**
  29  * release_pcie_device - free PCI Express port service device structure
  30  * @dev: Port service device to release
  31  *
  32  * Invoked automatically when device is being removed in response to
  33  * device_unregister(dev).  Release all resources being claimed.
  34  */
  35 static void release_pcie_device(struct device *dev)
  36 {
  37         kfree(to_pcie_device(dev));
  38 }
  39
  40 /*
  41  * Fill in *pme, *aer, *dpc with the relevant Interrupt Message Numbers if
  42  * services are enabled in "mask".  Return the number of MSI/MSI-X vectors
  43  * required to accommodate the largest Message Number.
  44  */
  45 static int pcie_message_numbers(struct pci_dev *dev, int mask,
  46                                 u32 *pme, u32 *aer, u32 *dpc)
  47 {
  48         u32 nvec = 0, pos;
  49         u16 reg16;
  50
  51         /*
  52          * The Interrupt Message Number indicates which vector is used, i.e.,
  53          * the MSI-X table entry or the MSI offset between the base Message
  54          * Data and the generated interrupt message.  See PCIe r3.1, sec
  55          * 7.8.2, 7.10.10, 7.31.2.
  56          */
  57
  58         if (mask & (PCIE_PORT_SERVICE_PME | PCIE_PORT_SERVICE_HP |
  59                     PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF)) {
  60                 pcie_capability_read_word(dev, PCI_EXP_FLAGS, &reg16);
  61                 *pme = (reg16 & PCI_EXP_FLAGS_IRQ) >> 9;
  62                 nvec = *pme + 1;
  63         }
  64
  65 #ifdef CONFIG_PCIEAER
  66         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_AER) {
  67                 u32 reg32;
  68
  69                 pos = dev->aer_cap;
  70                 if (pos) {
  71                         pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_ERR_ROOT_STATUS,
  72                                               &reg32);
  73                         *aer = (reg32 & PCI_ERR_ROOT_AER_IRQ) >> 27;
  74                         nvec = max(nvec, *aer + 1);
  75                 }
  76         }
  77 #endif
  78
  79         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_DPC) {
  80                 pos = pci_find_ext_capability(dev, PCI_EXT_CAP_ID_DPC);
  81                 if (pos) {
  82                         pci_read_config_word(dev, pos + PCI_EXP_DPC_CAP,
  83                                              &reg16);
  84                         *dpc = reg16 & PCI_EXP_DPC_IRQ;
  85                         nvec = max(nvec, *dpc + 1);
  86                 }
  87         }
  88
  89         return nvec;
  90 }
  91
  92 /**
  93  * pcie_port_enable_irq_vec - try to set up MSI-X or MSI as interrupt mode
  94  * for given port
  95  * @dev: PCI Express port to handle
  96  * @irqs: Array of interrupt vectors to populate
  97  * @mask: Bitmask of port capabilities returned by get_port_device_capability()
  98  *
  99  * Return value: 0 on success, error code on failure
 100  */
 101 static int pcie_port_enable_irq_vec(struct pci_dev *dev, int *irqs, int mask)
 102 {
 103         int nr_entries, nvec, pcie_irq;
 104         u32 pme = 0, aer = 0, dpc = 0;
 105
 106         /* Allocate the maximum possible number of MSI/MSI-X vectors */
 107         nr_entries = pci_alloc_irq_vectors(dev, 1, PCIE_PORT_MAX_MSI_ENTRIES,
 108                         PCI_IRQ_MSIX | PCI_IRQ_MSI);
 109         if (nr_entries < 0)
 110                 return nr_entries;
 111
 112         /* See how many and which Interrupt Message Numbers we actually use */
 113         nvec = pcie_message_numbers(dev, mask, &pme, &aer, &dpc);
 114         if (nvec > nr_entries) {
 115                 pci_free_irq_vectors(dev);
 116                 return -EIO;
 117         }
 118
 119         /*
 120          * If we allocated more than we need, free them and reallocate fewer.
 121          *
 122          * Reallocating may change the specific vectors we get, so
 123          * pci_irq_vector() must be done *after* the reallocation.
 124          *
 125          * If we're using MSI, hardware is *allowed* to change the Interrupt
 126          * Message Numbers when we free and reallocate the vectors, but we
 127          * assume it won't because we allocate enough vectors for the
 128          * biggest Message Number we found.
 129          */
 130         if (nvec != nr_entries) {
 131                 pci_free_irq_vectors(dev);
 132
 133                 nr_entries = pci_alloc_irq_vectors(dev, nvec, nvec,
 134                                 PCI_IRQ_MSIX | PCI_IRQ_MSI);
 135                 if (nr_entries < 0)
 136                         return nr_entries;
 137         }
 138
 139         /* PME, hotplug and bandwidth notification share an MSI/MSI-X vector */
 140         if (mask & (PCIE_PORT_SERVICE_PME | PCIE_PORT_SERVICE_HP |
 141                     PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF)) {
 142                 pcie_irq = pci_irq_vector(dev, pme);
 143                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_PME_SHIFT] = pcie_irq;
 144                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_HP_SHIFT] = pcie_irq;
 145                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF_SHIFT] = pcie_irq;
 146         }
 147
 148         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_AER)
 149                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_AER_SHIFT] = pci_irq_vector(dev, aer);
 150
 151         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_DPC)
 152                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_DPC_SHIFT] = pci_irq_vector(dev, dpc);
 153
 154         return 0;
 155 }
 156
 157 /**
 158  * pcie_init_service_irqs - initialize irqs for PCI Express port services
 159  * @dev: PCI Express port to handle
 160  * @irqs: Array of irqs to populate
 161  * @mask: Bitmask of port capabilities returned by get_port_device_capability()
 162  *
 163  * Return value: Interrupt mode associated with the port
 164  */
 165 static int pcie_init_service_irqs(struct pci_dev *dev, int *irqs, int mask)
 166 {
 167         int ret, i;
 168
 169         for (i = 0; i < PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES; i++)
 170                 irqs[i] = -1;
 171
 172         /*
 173          * If we support PME but can't use MSI/MSI-X for it, we have to
 174          * fall back to INTx or other interrupts, e.g., a system shared
 175          * interrupt.
 176          */
 177         if ((mask & PCIE_PORT_SERVICE_PME) && pcie_pme_no_msi())
 178                 goto legacy_irq;
 179
 180         /* Try to use MSI-X or MSI if supported */
 181         if (pcie_port_enable_irq_vec(dev, irqs, mask) == 0)
 182                 return 0;
 183
 184 legacy_irq:
 185         /* fall back to legacy IRQ */
 186         ret = pci_alloc_irq_vectors(dev, 1, 1, PCI_IRQ_LEGACY);
 187         if (ret < 0)
 188                 return -ENODEV;
 189
 190         for (i = 0; i < PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES; i++)
 191                 irqs[i] = pci_irq_vector(dev, 0);
 192
 193         return 0;
 194 }
 195
 196 /**
 197  * get_port_device_capability - discover capabilities of a PCI Express port
 198  * @dev: PCI Express port to examine
 199  *
 200  * The capabilities are read from the port's PCI Express configuration registers
 201  * as described in PCI Express Base Specification 1.0a sections 7.8.2, 7.8.9 and
 202  * 7.9 - 7.11.
 203  *
 204  * Return value: Bitmask of discovered port capabilities
 205  */
 206 static int get_port_device_capability(struct pci_dev *dev)
 207 {
 208         struct pci_host_bridge *host = pci_find_host_bridge(dev->bus);
 209         int services = 0;
 210
 211         if (dev->is_hotplug_bridge &&
 212             (pcie_ports_native || host->native_pcie_hotplug)) {
 213                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_HP;
 214
 215                 /*
 216                  * Disable hot-plug interrupts in case they have been enabled
 217                  * by the BIOS and the hot-plug service driver is not loaded.
 218                  */
 219                 pcie_capability_clear_word(dev, PCI_EXP_SLTCTL,
 220                           PCI_EXP_SLTCTL_CCIE | PCI_EXP_SLTCTL_HPIE);
 221         }
 222
 223 #ifdef CONFIG_PCIEAER
 224         if (dev->aer_cap && pci_aer_available() &&
 225             (pcie_ports_native || host->native_aer)) {
 226                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_AER;
 227
 228                 /*
 229                  * Disable AER on this port in case it's been enabled by the
 230                  * BIOS (the AER service driver will enable it when necessary).
 231                  */
 232                 pci_disable_pcie_error_reporting(dev);
 233         }
 234 #endif
 235
 236         /* Root Ports and Root Complex Event Collectors may generate PMEs */
 237         if ((pci_pcie_type(dev) == PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT ||
 238              pci_pcie_type(dev) == PCI_EXP_TYPE_RC_EC) &&
 239             (pcie_ports_native || host->native_pme)) {
 240                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_PME;
 241
 242                 /*
 243                  * Disable PME interrupt on this port in case it's been enabled
 244                  * by the BIOS (the PME service driver will enable it when
 245                  * necessary).
 246                  */
 247                 pcie_pme_interrupt_enable(dev, false);
 248         }
 249
 250         /*
 251          * With dpc-native, allow Linux to use DPC even if it doesn't have
 252          * permission to use AER.
 253          */
 254         if (pci_find_ext_capability(dev, PCI_EXT_CAP_ID_DPC) &&
 255             pci_aer_available() &&
 256             (pcie_ports_dpc_native || (services & PCIE_PORT_SERVICE_AER)))
 257                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_DPC;
 258
 259         if (pci_pcie_type(dev) == PCI_EXP_TYPE_DOWNSTREAM ||
 260             pci_pcie_type(dev) == PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT) {
 261                 u32 linkcap;
 262
 263                 pcie_capability_read_dword(dev, PCI_EXP_LNKCAP, &linkcap);
 264                 if (linkcap & PCI_EXP_LNKCAP_LBNC)
 265                         services |= PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF;
 266         }
 267
 268         return services;
 269 }
 270
 271 /**
 272  * pcie_device_init - allocate and initialize PCI Express port service device
 273  * @pdev: PCI Express port to associate the service device with
 274  * @service: Type of service to associate with the service device
 275  * @irq: Interrupt vector to associate with the service device
 276  */
 277 static int pcie_device_init(struct pci_dev *pdev, int service, int irq)
 278 {
 279         int retval;
 280         struct pcie_device *pcie;
 281         struct device *device;
 282
 283         pcie = kzalloc(sizeof(*pcie), GFP_KERNEL);
 284         if (!pcie)
 285                 return -ENOMEM;
 286         pcie->port = pdev;
 287         pcie->irq = irq;
 288         pcie->service = service;
 289
 290         /* Initialize generic device interface */
 291         device = &pcie->device;
 292         device->bus = &pcie_port_bus_type;
 293         device->release = release_pcie_device;  /* callback to free pcie dev */
 294         dev_set_name(device, "%s:pcie%03x",
 295                      pci_name(pdev),
 296                      get_descriptor_id(pci_pcie_type(pdev), service));
 297         device->parent = &pdev->dev;
 298         device_enable_async_suspend(device);
 299
 300         retval = device_register(device);
 301         if (retval) {
 302                 put_device(device);
 303                 return retval;
 304         }
 305
 306         pm_runtime_no_callbacks(device);
 307
 308         return 0;
 309 }
 310
 311 /**
 312  * pcie_port_device_register - register PCI Express port
 313  * @dev: PCI Express port to register
 314  *
 315  * Allocate the port extension structure and register services associated with
 316  * the port.
 317  */
 318 int pcie_port_device_register(struct pci_dev *dev)
 319 {
 320         int status, capabilities, i, nr_service;
 321         int irqs[PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES];
 322
 323         /* Enable PCI Express port device */
 324         status = pci_enable_device(dev);
 325         if (status)
 326                 return status;
 327
 328         /* Get and check PCI Express port services */
 329         capabilities = get_port_device_capability(dev);
 330         if (!capabilities)
 331                 return 0;
 332
 333         pci_set_master(dev);
 334         /*
 335          * Initialize service irqs. Don't use service devices that
 336          * require interrupts if there is no way to generate them.
 337          * However, some drivers may have a polling mode (e.g. pciehp_poll_mode)
 338          * that can be used in the absence of irqs.  Allow them to determine
 339          * if that is to be used.
 340          */
 341         status = pcie_init_service_irqs(dev, irqs, capabilities);
 342         if (status) {
 343                 capabilities &= PCIE_PORT_SERVICE_HP;
 344                 if (!capabilities)
 345                         goto error_disable;
 346         }
 347
 348         /* Allocate child services if any */
 349         status = -ENODEV;
 350         nr_service = 0;
 351         for (i = 0; i < PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES; i++) {
 352                 int service = 1 << i;
 353                 if (!(capabilities & service))
 354                         continue;
 355                 if (!pcie_device_init(dev, service, irqs[i]))
 356                         nr_service++;
 357         }
 358         if (!nr_service)
 359                 goto error_cleanup_irqs;
 360
 361         return 0;
 362
 363 error_cleanup_irqs:
 364         pci_free_irq_vectors(dev);
 365 error_disable:
 366         pci_disable_device(dev);
 367         return status;
 368 }
 369
 370 #ifdef CONFIG_PM
 371 typedef int (*pcie_pm_callback_t)(struct pcie_device *);
 372
 373 static int pm_iter(struct device *dev, void *data)
 374 {
 375         struct pcie_port_service_driver *service_driver;
 376         size_t offset = *(size_t *)data;
 377         pcie_pm_callback_t cb;
 378
 379         if ((dev->bus == &pcie_port_bus_type) && dev->driver) {
 380                 service_driver = to_service_driver(dev->driver);
 381                 cb = *(pcie_pm_callback_t *)((void *)service_driver + offset);
 382                 if (cb)
 383                         return cb(to_pcie_device(dev));
 384         }
 385         return 0;
 386 }
 387
 388 /**
 389  * pcie_port_device_suspend - suspend port services associated with a PCIe port
 390  * @dev: PCI Express port to handle
 391  */
 392 int pcie_port_device_suspend(struct device *dev)
 393 {
 394         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, suspend);
 395         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 396 }
 397
 398 int pcie_port_device_resume_noirq(struct device *dev)
 399 {
 400         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, resume_noirq);
 401         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 402 }
 403
 404 /**
 405  * pcie_port_device_resume - resume port services associated with a PCIe port
 406  * @dev: PCI Express port to handle
 407  */
 408 int pcie_port_device_resume(struct device *dev)
 409 {
 410         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, resume);
 411         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 412 }
 413
 414 /**
 415  * pcie_port_device_runtime_suspend - runtime suspend port services
 416  * @dev: PCI Express port to handle
 417  */
 418 int pcie_port_device_runtime_suspend(struct device *dev)
 419 {
 420         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, runtime_suspend);
 421         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 422 }
 423
 424 /**
 425  * pcie_port_device_runtime_resume - runtime resume port services
 426  * @dev: PCI Express port to handle
 427  */
 428 int pcie_port_device_runtime_resume(struct device *dev)
 429 {
 430         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, runtime_resume);
 431         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 432 }
 433 #endif /* PM */
 434
 435 static int remove_iter(struct device *dev, void *data)
 436 {
 437         if (dev->bus == &pcie_port_bus_type)
 438                 device_unregister(dev);
 439         return 0;
 440 }
 441
 442 static int find_service_iter(struct device *device, void *data)
 443 {
 444         struct pcie_port_service_driver *service_driver;
 445         struct portdrv_service_data *pdrvs;
 446         u32 service;
 447
 448         pdrvs = (struct portdrv_service_data *) data;
 449         service = pdrvs->service;
 450
 451         if (device->bus == &pcie_port_bus_type && device->driver) {
 452                 service_driver = to_service_driver(device->driver);
 453                 if (service_driver->service == service) {
 454                         pdrvs->drv = service_driver;
 455                         pdrvs->dev = device;
 456                         return 1;
 457                 }
 458         }
 459
 460         return 0;
 461 }
 462
 463 /**
 464  * pcie_port_find_device - find the struct device
 465  * @dev: PCI Express port the service is associated with
 466  * @service: For the service to find
 467  *
 468  * Find the struct device associated with given service on a pci_dev
 469  */
 470 struct device *pcie_port_find_device(struct pci_dev *dev,
 471                                       u32 service)
 472 {
 473         struct device *device;
 474         struct portdrv_service_data pdrvs;
 475
 476         pdrvs.dev = NULL;
 477         pdrvs.service = service;
 478         device_for_each_child(&dev->dev, &pdrvs, find_service_iter);
 479
 480         device = pdrvs.dev;
 481         return device;
 482 }
 483 EXPORT_SYMBOL_GPL(pcie_port_find_device);
 484
 485 /**
 486  * pcie_port_device_remove - unregister PCI Express port service devices
 487  * @dev: PCI Express port the service devices to unregister are associated with
 488  *
 489  * Remove PCI Express port service devices associated with given port and
 490  * disable MSI-X or MSI for the port.
 491  */
 492 void pcie_port_device_remove(struct pci_dev *dev)
 493 {
 494         device_for_each_child(&dev->dev, NULL, remove_iter);
 495         pci_free_irq_vectors(dev);
 496         pci_disable_device(dev);
 497 }
 498
 499 /**
 500  * pcie_port_probe_service - probe driver for given PCI Express port service
 501  * @dev: PCI Express port service device to probe against
 502  *
 503  * If PCI Express port service driver is registered with
 504  * pcie_port_service_register(), this function will be called by the driver core
 505  * whenever match is found between the driver and a port service device.
 506  */
 507 static int pcie_port_probe_service(struct device *dev)
 508 {
 509         struct pcie_device *pciedev;
 510         struct pcie_port_service_driver *driver;
 511         int status;
 512
 513         if (!dev || !dev->driver)
 514                 return -ENODEV;
 515
 516         driver = to_service_driver(dev->driver);
 517         if (!driver || !driver->probe)
 518                 return -ENODEV;
 519
 520         pciedev = to_pcie_device(dev);
 521         status = driver->probe(pciedev);
 522         if (status)
 523                 return status;
 524
 525         get_device(dev);
 526         return 0;
 527 }
 528
 529 /**
 530  * pcie_port_remove_service - detach driver from given PCI Express port service
 531  * @dev: PCI Express port service device to handle
 532  *
 533  * If PCI Express port service driver is registered with
 534  * pcie_port_service_register(), this function will be called by the driver core
 535  * when device_unregister() is called for the port service device associated
 536  * with the driver.
 537  */
 538 static int pcie_port_remove_service(struct device *dev)
 539 {
 540         struct pcie_device *pciedev;
 541         struct pcie_port_service_driver *driver;
 542
 543         if (!dev || !dev->driver)
 544                 return 0;
 545
 546         pciedev = to_pcie_device(dev);
 547         driver = to_service_driver(dev->driver);
 548         if (driver && driver->remove) {
 549                 driver->remove(pciedev);
 550                 put_device(dev);
 551         }
 552         return 0;
 553 }
 554
 555 /**
 556  * pcie_port_shutdown_service - shut down given PCI Express port service
 557  * @dev: PCI Express port service device to handle
 558  *
 559  * If PCI Express port service driver is registered with
 560  * pcie_port_service_register(), this function will be called by the driver core
 561  * when device_shutdown() is called for the port service device associated
 562  * with the driver.
 563  */
 564 static void pcie_port_shutdown_service(struct device *dev) {}
 565
 566 /**
 567  * pcie_port_service_register - register PCI Express port service driver
 568  * @new: PCI Express port service driver to register
 569  */
 570 int pcie_port_service_register(struct pcie_port_service_driver *new)
 571 {
 572         if (pcie_ports_disabled)
 573                 return -ENODEV;
 574
 575         new->driver.name = new->name;
 576         new->driver.bus = &pcie_port_bus_type;
 577         new->driver.probe = pcie_port_probe_service;
 578         new->driver.remove = pcie_port_remove_service;
 579         new->driver.shutdown = pcie_port_shutdown_service;
 580
 581         return driver_register(&new->driver);
 582 }
 583 EXPORT_SYMBOL(pcie_port_service_register);
 584
 585 /**
 586  * pcie_port_service_unregister - unregister PCI Express port service driver
 587  * @drv: PCI Express port service driver to unregister
 588  */
 589 void pcie_port_service_unregister(struct pcie_port_service_driver *drv)
 590 {
 591         driver_unregister(&drv->driver);
 592 }
 593 EXPORT_SYMBOL(pcie_port_service_unregister);