arch/x86/pci/xen.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Xen PCI - handle PCI (INTx) and MSI infrastructure calls for PV, HVM and
   4  * initial domain support. We also handle the DSDT _PRT callbacks for GSI's
   5  * used in HVM and initial domain mode (PV does not parse ACPI, so it has no
   6  * concept of GSIs). Under PV we hook under the pnbbios API for IRQs and
   7  * 0xcf8 PCI configuration read/write.
   8  *
   9  *   Author: Ryan Wilson <hap9@epoch.ncsc.mil>
  10  *           Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
  11  *           Stefano Stabellini <stefano.stabellini@eu.citrix.com>
  12  */
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/pci.h>
  16 #include <linux/acpi.h>
  17
  18 #include <linux/io.h>
  19 #include <asm/io_apic.h>
  20 #include <asm/pci_x86.h>
  21
  22 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  23
  24 #include <xen/features.h>
  25 #include <xen/events.h>
  26 #include <asm/xen/pci.h>
  27 #include <asm/xen/cpuid.h>
  28 #include <asm/apic.h>
  29 #include <asm/acpi.h>
  30 #include <asm/i8259.h>
  31
  32 static int xen_pcifront_enable_irq(struct pci_dev *dev)
  33 {
  34         int rc;
  35         int share = 1;
  36         int pirq;
  37         u8 gsi;
  38
  39         rc = pci_read_config_byte(dev, PCI_INTERRUPT_LINE, &gsi);
  40         if (rc < 0) {
  41                 dev_warn(&dev->dev, "Xen PCI: failed to read interrupt line: %d\n",
  42                          rc);
  43                 return rc;
  44         }
  45         /* In PV DomU the Xen PCI backend puts the PIRQ in the interrupt line.*/
  46         pirq = gsi;
  47
  48         if (gsi < nr_legacy_irqs())
  49                 share = 0;
  50
  51         rc = xen_bind_pirq_gsi_to_irq(gsi, pirq, share, "pcifront");
  52         if (rc < 0) {
  53                 dev_warn(&dev->dev, "Xen PCI: failed to bind GSI%d (PIRQ%d) to IRQ: %d\n",
  54                          gsi, pirq, rc);
  55                 return rc;
  56         }
  57
  58         dev->irq = rc;
  59         dev_info(&dev->dev, "Xen PCI mapped GSI%d to IRQ%d\n", gsi, dev->irq);
  60         return 0;
  61 }
  62
  63 #ifdef CONFIG_ACPI
  64 static int xen_register_pirq(u32 gsi, int gsi_override, int triggering,
  65                              bool set_pirq)
  66 {
  67         int rc, pirq = -1, irq = -1;
  68         struct physdev_map_pirq map_irq;
  69         int shareable = 0;
  70         char *name;
  71
  72         irq = xen_irq_from_gsi(gsi);
  73         if (irq > 0)
  74                 return irq;
  75
  76         if (set_pirq)
  77                 pirq = gsi;
  78
  79         map_irq.domid = DOMID_SELF;
  80         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_GSI;
  81         map_irq.index = gsi;
  82         map_irq.pirq = pirq;
  83
  84         rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq, &map_irq);
  85         if (rc) {
  86                 printk(KERN_WARNING "xen map irq failed %d\n", rc);
  87                 return -1;
  88         }
  89
  90         if (triggering == ACPI_EDGE_SENSITIVE) {
  91                 shareable = 0;
  92                 name = "ioapic-edge";
  93         } else {
  94                 shareable = 1;
  95                 name = "ioapic-level";
  96         }
  97
  98         if (gsi_override >= 0)
  99                 gsi = gsi_override;
 100
 101         irq = xen_bind_pirq_gsi_to_irq(gsi, map_irq.pirq, shareable, name);
 102         if (irq < 0)
 103                 goto out;
 104
 105         printk(KERN_DEBUG "xen: --> pirq=%d -> irq=%d (gsi=%d)\n", map_irq.pirq, irq, gsi);
 106 out:
 107         return irq;
 108 }
 109
 110 static int acpi_register_gsi_xen_hvm(struct device *dev, u32 gsi,
 111                                      int trigger, int polarity)
 112 {
 113         if (!xen_hvm_domain())
 114                 return -1;
 115
 116         return xen_register_pirq(gsi, -1 /* no GSI override */, trigger,
 117                                  false /* no mapping of GSI to PIRQ */);
 118 }
 119
 120 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 121 static int xen_register_gsi(u32 gsi, int gsi_override, int triggering, int polarity)
 122 {
 123         int rc, irq;
 124         struct physdev_setup_gsi setup_gsi;
 125
 126         if (!xen_pv_domain())
 127                 return -1;
 128
 129         printk(KERN_DEBUG "xen: registering gsi %u triggering %d polarity %d\n",
 130                         gsi, triggering, polarity);
 131
 132         irq = xen_register_pirq(gsi, gsi_override, triggering, true);
 133
 134         setup_gsi.gsi = gsi;
 135         setup_gsi.triggering = (triggering == ACPI_EDGE_SENSITIVE ? 0 : 1);
 136         setup_gsi.polarity = (polarity == ACPI_ACTIVE_HIGH ? 0 : 1);
 137
 138         rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_setup_gsi, &setup_gsi);
 139         if (rc == -EEXIST)
 140                 printk(KERN_INFO "Already setup the GSI :%d\n", gsi);
 141         else if (rc) {
 142                 printk(KERN_ERR "Failed to setup GSI :%d, err_code:%d\n",
 143                                 gsi, rc);
 144         }
 145
 146         return irq;
 147 }
 148
 149 static int acpi_register_gsi_xen(struct device *dev, u32 gsi,
 150                                  int trigger, int polarity)
 151 {
 152         return xen_register_gsi(gsi, -1 /* no GSI override */, trigger, polarity);
 153 }
 154 #endif
 155 #endif
 156
 157 #if defined(CONFIG_PCI_MSI)
 158 #include <linux/msi.h>
 159 #include <asm/msidef.h>
 160
 161 struct xen_pci_frontend_ops *xen_pci_frontend;
 162 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_pci_frontend);
 163
 164 static int xen_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 165 {
 166         int irq, ret, i;
 167         struct msi_desc *msidesc;
 168         int *v;
 169
 170         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 171                 return 1;
 172
 173         v = kcalloc(max(1, nvec), sizeof(int), GFP_KERNEL);
 174         if (!v)
 175                 return -ENOMEM;
 176
 177         if (type == PCI_CAP_ID_MSIX)
 178                 ret = xen_pci_frontend_enable_msix(dev, v, nvec);
 179         else
 180                 ret = xen_pci_frontend_enable_msi(dev, v);
 181         if (ret)
 182                 goto error;
 183         i = 0;
 184         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 185                 irq = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, v[i],
 186                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 187                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ?
 188                                                "pcifront-msi-x" :
 189                                                "pcifront-msi",
 190                                                 DOMID_SELF);
 191                 if (irq < 0) {
 192                         ret = irq;
 193                         goto free;
 194                 }
 195                 i++;
 196         }
 197         kfree(v);
 198         return 0;
 199
 200 error:
 201         if (ret == -ENOSYS)
 202                 dev_err(&dev->dev, "Xen PCI frontend has not registered MSI/MSI-X support!\n");
 203         else if (ret)
 204                 dev_err(&dev->dev, "Xen PCI frontend error: %d!\n", ret);
 205 free:
 206         kfree(v);
 207         return ret;
 208 }
 209
 210 #define XEN_PIRQ_MSI_DATA  (MSI_DATA_TRIGGER_EDGE | \
 211                 MSI_DATA_LEVEL_ASSERT | (3 << 8) | MSI_DATA_VECTOR(0))
 212
 213 static void xen_msi_compose_msg(struct pci_dev *pdev, unsigned int pirq,
 214                 struct msi_msg *msg)
 215 {
 216         /* We set vector == 0 to tell the hypervisor we don't care about it,
 217          * but we want a pirq setup instead.
 218          * We use the dest_id field to pass the pirq that we want. */
 219         msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI | MSI_ADDR_EXT_DEST_ID(pirq);
 220         msg->address_lo =
 221                 MSI_ADDR_BASE_LO |
 222                 MSI_ADDR_DEST_MODE_PHYSICAL |
 223                 MSI_ADDR_REDIRECTION_CPU |
 224                 MSI_ADDR_DEST_ID(pirq);
 225
 226         msg->data = XEN_PIRQ_MSI_DATA;
 227 }
 228
 229 static int xen_hvm_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 230 {
 231         int irq, pirq;
 232         struct msi_desc *msidesc;
 233         struct msi_msg msg;
 234
 235         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 236                 return 1;
 237
 238         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 239                 pirq = xen_allocate_pirq_msi(dev, msidesc);
 240                 if (pirq < 0) {
 241                         irq = -ENODEV;
 242                         goto error;
 243                 }
 244                 xen_msi_compose_msg(dev, pirq, &msg);
 245                 __pci_write_msi_msg(msidesc, &msg);
 246                 dev_dbg(&dev->dev, "xen: msi bound to pirq=%d\n", pirq);
 247                 irq = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, pirq,
 248                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 249                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ?
 250                                                "msi-x" : "msi",
 251                                                DOMID_SELF);
 252                 if (irq < 0)
 253                         goto error;
 254                 dev_dbg(&dev->dev,
 255                         "xen: msi --> pirq=%d --> irq=%d\n", pirq, irq);
 256         }
 257         return 0;
 258
 259 error:
 260         dev_err(&dev->dev, "Failed to create MSI%s! ret=%d!\n",
 261                 type == PCI_CAP_ID_MSI ? "" : "-X", irq);
 262         return irq;
 263 }
 264
 265 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 266 static bool __read_mostly pci_seg_supported = true;
 267
 268 static int xen_initdom_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 269 {
 270         int ret = 0;
 271         struct msi_desc *msidesc;
 272
 273         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 274                 struct physdev_map_pirq map_irq;
 275                 domid_t domid;
 276
 277                 domid = ret = xen_find_device_domain_owner(dev);
 278                 /* N.B. Casting int's -ENODEV to uint16_t results in 0xFFED,
 279                  * hence check ret value for < 0. */
 280                 if (ret < 0)
 281                         domid = DOMID_SELF;
 282
 283                 memset(&map_irq, 0, sizeof(map_irq));
 284                 map_irq.domid = domid;
 285                 map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MSI_SEG;
 286                 map_irq.index = -1;
 287                 map_irq.pirq = -1;
 288                 map_irq.bus = dev->bus->number |
 289                               (pci_domain_nr(dev->bus) << 16);
 290                 map_irq.devfn = dev->devfn;
 291
 292                 if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1) {
 293                         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MULTI_MSI;
 294                         map_irq.entry_nr = nvec;
 295                 } else if (type == PCI_CAP_ID_MSIX) {
 296                         int pos;
 297                         unsigned long flags;
 298                         u32 table_offset, bir;
 299
 300                         pos = dev->msix_cap;
 301                         pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_MSIX_TABLE,
 302                                               &table_offset);
 303                         bir = (u8)(table_offset & PCI_MSIX_TABLE_BIR);
 304                         flags = pci_resource_flags(dev, bir);
 305                         if (!flags || (flags & IORESOURCE_UNSET))
 306                                 return -EINVAL;
 307
 308                         map_irq.table_base = pci_resource_start(dev, bir);
 309                         map_irq.entry_nr = msidesc->msi_attrib.entry_nr;
 310                 }
 311
 312                 ret = -EINVAL;
 313                 if (pci_seg_supported)
 314                         ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq,
 315                                                     &map_irq);
 316                 if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1 && ret) {
 317                         /*
 318                          * If MAP_PIRQ_TYPE_MULTI_MSI is not available
 319                          * there's nothing else we can do in this case.
 320                          * Just set ret > 0 so driver can retry with
 321                          * single MSI.
 322                          */
 323                         ret = 1;
 324                         goto out;
 325                 }
 326                 if (ret == -EINVAL && !pci_domain_nr(dev->bus)) {
 327                         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MSI;
 328                         map_irq.index = -1;
 329                         map_irq.pirq = -1;
 330                         map_irq.bus = dev->bus->number;
 331                         ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq,
 332                                                     &map_irq);
 333                         if (ret != -EINVAL)
 334                                 pci_seg_supported = false;
 335                 }
 336                 if (ret) {
 337                         dev_warn(&dev->dev, "xen map irq failed %d for %d domain\n",
 338                                  ret, domid);
 339                         goto out;
 340                 }
 341
 342                 ret = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, map_irq.pirq,
 343                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 344                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ? "msi-x" : "msi",
 345                                                domid);
 346                 if (ret < 0)
 347                         goto out;
 348         }
 349         ret = 0;
 350 out:
 351         return ret;
 352 }
 353
 354 static void xen_initdom_restore_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 355 {
 356         int ret = 0;
 357
 358         if (pci_seg_supported) {
 359                 struct physdev_pci_device restore_ext;
 360
 361                 restore_ext.seg = pci_domain_nr(dev->bus);
 362                 restore_ext.bus = dev->bus->number;
 363                 restore_ext.devfn = dev->devfn;
 364                 ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_restore_msi_ext,
 365                                         &restore_ext);
 366                 if (ret == -ENOSYS)
 367                         pci_seg_supported = false;
 368                 WARN(ret && ret != -ENOSYS, "restore_msi_ext -> %d\n", ret);
 369         }
 370         if (!pci_seg_supported) {
 371                 struct physdev_restore_msi restore;
 372
 373                 restore.bus = dev->bus->number;
 374                 restore.devfn = dev->devfn;
 375                 ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_restore_msi, &restore);
 376                 WARN(ret && ret != -ENOSYS, "restore_msi -> %d\n", ret);
 377         }
 378 }
 379 #endif
 380
 381 static void xen_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 382 {
 383         struct msi_desc *msidesc;
 384
 385         msidesc = first_pci_msi_entry(dev);
 386         if (msidesc->msi_attrib.is_msix)
 387                 xen_pci_frontend_disable_msix(dev);
 388         else
 389                 xen_pci_frontend_disable_msi(dev);
 390
 391         /* Free the IRQ's and the msidesc using the generic code. */
 392         default_teardown_msi_irqs(dev);
 393 }
 394
 395 static void xen_teardown_msi_irq(unsigned int irq)
 396 {
 397         xen_destroy_irq(irq);
 398 }
 399
 400 #endif
 401
 402 int __init pci_xen_init(void)
 403 {
 404         if (!xen_pv_domain() || xen_initial_domain())
 405                 return -ENODEV;
 406
 407         printk(KERN_INFO "PCI: setting up Xen PCI frontend stub\n");
 408
 409         pcibios_set_cache_line_size();
 410
 411         pcibios_enable_irq = xen_pcifront_enable_irq;
 412         pcibios_disable_irq = NULL;
 413
 414         /* Keep ACPI out of the picture */
 415         acpi_noirq_set();
 416
 417 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 418         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_setup_msi_irqs;
 419         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 420         x86_msi.teardown_msi_irqs = xen_teardown_msi_irqs;
 421         pci_msi_ignore_mask = 1;
 422 #endif
 423         return 0;
 424 }
 425
 426 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 427 void __init xen_msi_init(void)
 428 {
 429         if (!disable_apic) {
 430                 /*
 431                  * If hardware supports (x2)APIC virtualization (as indicated
 432                  * by hypervisor's leaf 4) then we don't need to use pirqs/
 433                  * event channels for MSI handling and instead use regular
 434                  * APIC processing
 435                  */
 436                 uint32_t eax = cpuid_eax(xen_cpuid_base() + 4);
 437
 438                 if (((eax & XEN_HVM_CPUID_X2APIC_VIRT) && x2apic_mode) ||
 439                     ((eax & XEN_HVM_CPUID_APIC_ACCESS_VIRT) && boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)))
 440                         return;
 441         }
 442
 443         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_hvm_setup_msi_irqs;
 444         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 445         /*
 446          * With XEN PIRQ/Eventchannels in use PCI/MSI[-X] masking is solely
 447          * controlled by the hypervisor.
 448          */
 449         pci_msi_ignore_mask = 1;
 450 }
 451 #endif
 452
 453 int __init pci_xen_hvm_init(void)
 454 {
 455         if (!xen_have_vector_callback || !xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs))
 456                 return 0;
 457
 458 #ifdef CONFIG_ACPI
 459         /*
 460          * We don't want to change the actual ACPI delivery model,
 461          * just how GSIs get registered.
 462          */
 463         __acpi_register_gsi = acpi_register_gsi_xen_hvm;
 464         __acpi_unregister_gsi = NULL;
 465 #endif
 466
 467 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 468         /*
 469          * We need to wait until after x2apic is initialized
 470          * before we can set MSI IRQ ops.
 471          */
 472         x86_platform.apic_post_init = xen_msi_init;
 473 #endif
 474         return 0;
 475 }
 476
 477 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 478 int __init pci_xen_initial_domain(void)
 479 {
 480         int irq;
 481
 482 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 483         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_initdom_setup_msi_irqs;
 484         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 485         x86_msi.restore_msi_irqs = xen_initdom_restore_msi_irqs;
 486         pci_msi_ignore_mask = 1;
 487 #endif
 488         __acpi_register_gsi = acpi_register_gsi_xen;
 489         __acpi_unregister_gsi = NULL;
 490         /*
 491          * Pre-allocate the legacy IRQs.  Use NR_LEGACY_IRQS here
 492          * because we don't have a PIC and thus nr_legacy_irqs() is zero.
 493          */
 494         for (irq = 0; irq < NR_IRQS_LEGACY; irq++) {
 495                 int trigger, polarity;
 496
 497                 if (acpi_get_override_irq(irq, &trigger, &polarity) == -1)
 498                         continue;
 499
 500                 xen_register_pirq(irq, -1 /* no GSI override */,
 501                         trigger ? ACPI_LEVEL_SENSITIVE : ACPI_EDGE_SENSITIVE,
 502                         true /* Map GSI to PIRQ */);
 503         }
 504         if (0 == nr_ioapics) {
 505                 for (irq = 0; irq < nr_legacy_irqs(); irq++)
 506                         xen_bind_pirq_gsi_to_irq(irq, irq, 0, "xt-pic");
 507         }
 508         return 0;
 509 }
 510
 511 struct xen_device_domain_owner {
 512         domid_t domain;
 513         struct pci_dev *dev;
 514         struct list_head list;
 515 };
 516
 517 static DEFINE_SPINLOCK(dev_domain_list_spinlock);
 518 static struct list_head dev_domain_list = LIST_HEAD_INIT(dev_domain_list);
 519
 520 static struct xen_device_domain_owner *find_device(struct pci_dev *dev)
 521 {
 522         struct xen_device_domain_owner *owner;
 523
 524         list_for_each_entry(owner, &dev_domain_list, list) {
 525                 if (owner->dev == dev)
 526                         return owner;
 527         }
 528         return NULL;
 529 }
 530
 531 int xen_find_device_domain_owner(struct pci_dev *dev)
 532 {
 533         struct xen_device_domain_owner *owner;
 534         int domain = -ENODEV;
 535
 536         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 537         owner = find_device(dev);
 538         if (owner)
 539                 domain = owner->domain;
 540         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 541         return domain;
 542 }
 543 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_find_device_domain_owner);
 544
 545 int xen_register_device_domain_owner(struct pci_dev *dev, uint16_t domain)
 546 {
 547         struct xen_device_domain_owner *owner;
 548
 549         owner = kzalloc(sizeof(struct xen_device_domain_owner), GFP_KERNEL);
 550         if (!owner)
 551                 return -ENODEV;
 552
 553         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 554         if (find_device(dev)) {
 555                 spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 556                 kfree(owner);
 557                 return -EEXIST;
 558         }
 559         owner->domain = domain;
 560         owner->dev = dev;
 561         list_add_tail(&owner->list, &dev_domain_list);
 562         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 563         return 0;
 564 }
 565 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_register_device_domain_owner);
 566
 567 int xen_unregister_device_domain_owner(struct pci_dev *dev)
 568 {
 569         struct xen_device_domain_owner *owner;
 570
 571         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 572         owner = find_device(dev);
 573         if (!owner) {
 574                 spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 575                 return -ENODEV;
 576         }
 577         list_del(&owner->list);
 578         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 579         kfree(owner);
 580         return 0;
 581 }
 582 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_unregister_device_domain_owner);
 583 #endif