drivers/pci/ats.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * PCI Express I/O Virtualization (IOV) support
   4  *   Address Translation Service 1.0
   5  *   Page Request Interface added by Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
   6  *   PASID support added by Joerg Roedel <joerg.roedel@amd.com>
   7  *
   8  * Copyright (C) 2009 Intel Corporation, Yu Zhao <yu.zhao@intel.com>
   9  * Copyright (C) 2011 Advanced Micro Devices,
  10  */
  11
  12 #include <linux/bitfield.h>
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/pci-ats.h>
  15 #include <linux/pci.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17
  18 #include "pci.h"
  19
  20 void pci_ats_init(struct pci_dev *dev)
  21 {
  22         int pos;
  23
  24         if (pci_ats_disabled())
  25                 return;
  26
  27         pos = pci_find_ext_capability(dev, PCI_EXT_CAP_ID_ATS);
  28         if (!pos)
  29                 return;
  30
  31         dev->ats_cap = pos;
  32 }
  33
  34 /**
  35  * pci_ats_supported - check if the device can use ATS
  36  * @dev: the PCI device
  37  *
  38  * Returns true if the device supports ATS and is allowed to use it, false
  39  * otherwise.
  40  */
  41 bool pci_ats_supported(struct pci_dev *dev)
  42 {
  43         if (!dev->ats_cap)
  44                 return false;
  45
  46         return (dev->untrusted == 0);
  47 }
  48 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_ats_supported);
  49
  50 /**
  51  * pci_enable_ats - enable the ATS capability
  52  * @dev: the PCI device
  53  * @ps: the IOMMU page shift
  54  *
  55  * Returns 0 on success, or negative on failure.
  56  */
  57 int pci_enable_ats(struct pci_dev *dev, int ps)
  58 {
  59         u16 ctrl;
  60         struct pci_dev *pdev;
  61
  62         if (!pci_ats_supported(dev))
  63                 return -EINVAL;
  64
  65         if (WARN_ON(dev->ats_enabled))
  66                 return -EBUSY;
  67
  68         if (ps < PCI_ATS_MIN_STU)
  69                 return -EINVAL;
  70
  71         /*
  72          * Note that enabling ATS on a VF fails unless it's already enabled
  73          * with the same STU on the PF.
  74          */
  75         ctrl = PCI_ATS_CTRL_ENABLE;
  76         if (dev->is_virtfn) {
  77                 pdev = pci_physfn(dev);
  78                 if (pdev->ats_stu != ps)
  79                         return -EINVAL;
  80         } else {
  81                 dev->ats_stu = ps;
  82                 ctrl |= PCI_ATS_CTRL_STU(dev->ats_stu - PCI_ATS_MIN_STU);
  83         }
  84         pci_write_config_word(dev, dev->ats_cap + PCI_ATS_CTRL, ctrl);
  85
  86         dev->ats_enabled = 1;
  87         return 0;
  88 }
  89 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_enable_ats);
  90
  91 /**
  92  * pci_disable_ats - disable the ATS capability
  93  * @dev: the PCI device
  94  */
  95 void pci_disable_ats(struct pci_dev *dev)
  96 {
  97         u16 ctrl;
  98
  99         if (WARN_ON(!dev->ats_enabled))
 100                 return;
 101
 102         pci_read_config_word(dev, dev->ats_cap + PCI_ATS_CTRL, &ctrl);
 103         ctrl &= ~PCI_ATS_CTRL_ENABLE;
 104         pci_write_config_word(dev, dev->ats_cap + PCI_ATS_CTRL, ctrl);
 105
 106         dev->ats_enabled = 0;
 107 }
 108 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_disable_ats);
 109
 110 void pci_restore_ats_state(struct pci_dev *dev)
 111 {
 112         u16 ctrl;
 113
 114         if (!dev->ats_enabled)
 115                 return;
 116
 117         ctrl = PCI_ATS_CTRL_ENABLE;
 118         if (!dev->is_virtfn)
 119                 ctrl |= PCI_ATS_CTRL_STU(dev->ats_stu - PCI_ATS_MIN_STU);
 120         pci_write_config_word(dev, dev->ats_cap + PCI_ATS_CTRL, ctrl);
 121 }
 122
 123 /**
 124  * pci_ats_queue_depth - query the ATS Invalidate Queue Depth
 125  * @dev: the PCI device
 126  *
 127  * Returns the queue depth on success, or negative on failure.
 128  *
 129  * The ATS spec uses 0 in the Invalidate Queue Depth field to
 130  * indicate that the function can accept 32 Invalidate Request.
 131  * But here we use the `real' values (i.e. 1~32) for the Queue
 132  * Depth; and 0 indicates the function shares the Queue with
 133  * other functions (doesn't exclusively own a Queue).
 134  */
 135 int pci_ats_queue_depth(struct pci_dev *dev)
 136 {
 137         u16 cap;
 138
 139         if (!dev->ats_cap)
 140                 return -EINVAL;
 141
 142         if (dev->is_virtfn)
 143                 return 0;
 144
 145         pci_read_config_word(dev, dev->ats_cap + PCI_ATS_CAP, &cap);
 146         return PCI_ATS_CAP_QDEP(cap) ? PCI_ATS_CAP_QDEP(cap) : PCI_ATS_MAX_QDEP;
 147 }
 148
 149 /**
 150  * pci_ats_page_aligned - Return Page Aligned Request bit status.
 151  * @pdev: the PCI device
 152  *
 153  * Returns 1, if the Untranslated Addresses generated by the device
 154  * are always aligned or 0 otherwise.
 155  *
 156  * Per PCIe spec r4.0, sec 10.5.1.2, if the Page Aligned Request bit
 157  * is set, it indicates the Untranslated Addresses generated by the
 158  * device are always aligned to a 4096 byte boundary.
 159  */
 160 int pci_ats_page_aligned(struct pci_dev *pdev)
 161 {
 162         u16 cap;
 163
 164         if (!pdev->ats_cap)
 165                 return 0;
 166
 167         pci_read_config_word(pdev, pdev->ats_cap + PCI_ATS_CAP, &cap);
 168
 169         if (cap & PCI_ATS_CAP_PAGE_ALIGNED)
 170                 return 1;
 171
 172         return 0;
 173 }
 174
 175 #ifdef CONFIG_PCI_PRI
 176 void pci_pri_init(struct pci_dev *pdev)
 177 {
 178         u16 status;
 179
 180         pdev->pri_cap = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PRI);
 181
 182         if (!pdev->pri_cap)
 183                 return;
 184
 185         pci_read_config_word(pdev, pdev->pri_cap + PCI_PRI_STATUS, &status);
 186         if (status & PCI_PRI_STATUS_PASID)
 187                 pdev->pasid_required = 1;
 188 }
 189
 190 /**
 191  * pci_enable_pri - Enable PRI capability
 192  * @pdev: PCI device structure
 193  * @reqs: outstanding requests
 194  *
 195  * Returns 0 on success, negative value on error
 196  */
 197 int pci_enable_pri(struct pci_dev *pdev, u32 reqs)
 198 {
 199         u16 control, status;
 200         u32 max_requests;
 201         int pri = pdev->pri_cap;
 202
 203         /*
 204          * VFs must not implement the PRI Capability.  If their PF
 205          * implements PRI, it is shared by the VFs, so if the PF PRI is
 206          * enabled, it is also enabled for the VF.
 207          */
 208         if (pdev->is_virtfn) {
 209                 if (pci_physfn(pdev)->pri_enabled)
 210                         return 0;
 211                 return -EINVAL;
 212         }
 213
 214         if (WARN_ON(pdev->pri_enabled))
 215                 return -EBUSY;
 216
 217         if (!pri)
 218                 return -EINVAL;
 219
 220         pci_read_config_word(pdev, pri + PCI_PRI_STATUS, &status);
 221         if (!(status & PCI_PRI_STATUS_STOPPED))
 222                 return -EBUSY;
 223
 224         pci_read_config_dword(pdev, pri + PCI_PRI_MAX_REQ, &max_requests);
 225         reqs = min(max_requests, reqs);
 226         pdev->pri_reqs_alloc = reqs;
 227         pci_write_config_dword(pdev, pri + PCI_PRI_ALLOC_REQ, reqs);
 228
 229         control = PCI_PRI_CTRL_ENABLE;
 230         pci_write_config_word(pdev, pri + PCI_PRI_CTRL, control);
 231
 232         pdev->pri_enabled = 1;
 233
 234         return 0;
 235 }
 236
 237 /**
 238  * pci_disable_pri - Disable PRI capability
 239  * @pdev: PCI device structure
 240  *
 241  * Only clears the enabled-bit, regardless of its former value
 242  */
 243 void pci_disable_pri(struct pci_dev *pdev)
 244 {
 245         u16 control;
 246         int pri = pdev->pri_cap;
 247
 248         /* VFs share the PF PRI */
 249         if (pdev->is_virtfn)
 250                 return;
 251
 252         if (WARN_ON(!pdev->pri_enabled))
 253                 return;
 254
 255         if (!pri)
 256                 return;
 257
 258         pci_read_config_word(pdev, pri + PCI_PRI_CTRL, &control);
 259         control &= ~PCI_PRI_CTRL_ENABLE;
 260         pci_write_config_word(pdev, pri + PCI_PRI_CTRL, control);
 261
 262         pdev->pri_enabled = 0;
 263 }
 264 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_disable_pri);
 265
 266 /**
 267  * pci_restore_pri_state - Restore PRI
 268  * @pdev: PCI device structure
 269  */
 270 void pci_restore_pri_state(struct pci_dev *pdev)
 271 {
 272         u16 control = PCI_PRI_CTRL_ENABLE;
 273         u32 reqs = pdev->pri_reqs_alloc;
 274         int pri = pdev->pri_cap;
 275
 276         if (pdev->is_virtfn)
 277                 return;
 278
 279         if (!pdev->pri_enabled)
 280                 return;
 281
 282         if (!pri)
 283                 return;
 284
 285         pci_write_config_dword(pdev, pri + PCI_PRI_ALLOC_REQ, reqs);
 286         pci_write_config_word(pdev, pri + PCI_PRI_CTRL, control);
 287 }
 288
 289 /**
 290  * pci_reset_pri - Resets device's PRI state
 291  * @pdev: PCI device structure
 292  *
 293  * The PRI capability must be disabled before this function is called.
 294  * Returns 0 on success, negative value on error.
 295  */
 296 int pci_reset_pri(struct pci_dev *pdev)
 297 {
 298         u16 control;
 299         int pri = pdev->pri_cap;
 300
 301         if (pdev->is_virtfn)
 302                 return 0;
 303
 304         if (WARN_ON(pdev->pri_enabled))
 305                 return -EBUSY;
 306
 307         if (!pri)
 308                 return -EINVAL;
 309
 310         control = PCI_PRI_CTRL_RESET;
 311         pci_write_config_word(pdev, pri + PCI_PRI_CTRL, control);
 312
 313         return 0;
 314 }
 315
 316 /**
 317  * pci_prg_resp_pasid_required - Return PRG Response PASID Required bit
 318  *                               status.
 319  * @pdev: PCI device structure
 320  *
 321  * Returns 1 if PASID is required in PRG Response Message, 0 otherwise.
 322  */
 323 int pci_prg_resp_pasid_required(struct pci_dev *pdev)
 324 {
 325         if (pdev->is_virtfn)
 326                 pdev = pci_physfn(pdev);
 327
 328         return pdev->pasid_required;
 329 }
 330
 331 /**
 332  * pci_pri_supported - Check if PRI is supported.
 333  * @pdev: PCI device structure
 334  *
 335  * Returns true if PRI capability is present, false otherwise.
 336  */
 337 bool pci_pri_supported(struct pci_dev *pdev)
 338 {
 339         /* VFs share the PF PRI */
 340         if (pci_physfn(pdev)->pri_cap)
 341                 return true;
 342         return false;
 343 }
 344 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_pri_supported);
 345 #endif /* CONFIG_PCI_PRI */
 346
 347 #ifdef CONFIG_PCI_PASID
 348 void pci_pasid_init(struct pci_dev *pdev)
 349 {
 350         pdev->pasid_cap = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_PASID);
 351 }
 352
 353 /**
 354  * pci_enable_pasid - Enable the PASID capability
 355  * @pdev: PCI device structure
 356  * @features: Features to enable
 357  *
 358  * Returns 0 on success, negative value on error. This function checks
 359  * whether the features are actually supported by the device and returns
 360  * an error if not.
 361  */
 362 int pci_enable_pasid(struct pci_dev *pdev, int features)
 363 {
 364         u16 control, supported;
 365         int pasid = pdev->pasid_cap;
 366
 367         /*
 368          * VFs must not implement the PASID Capability, but if a PF
 369          * supports PASID, its VFs share the PF PASID configuration.
 370          */
 371         if (pdev->is_virtfn) {
 372                 if (pci_physfn(pdev)->pasid_enabled)
 373                         return 0;
 374                 return -EINVAL;
 375         }
 376
 377         if (WARN_ON(pdev->pasid_enabled))
 378                 return -EBUSY;
 379
 380         if (!pdev->eetlp_prefix_path && !pdev->pasid_no_tlp)
 381                 return -EINVAL;
 382
 383         if (!pasid)
 384                 return -EINVAL;
 385
 386         if (!pci_acs_path_enabled(pdev, NULL, PCI_ACS_RR | PCI_ACS_UF))
 387                 return -EINVAL;
 388
 389         pci_read_config_word(pdev, pasid + PCI_PASID_CAP, &supported);
 390         supported &= PCI_PASID_CAP_EXEC | PCI_PASID_CAP_PRIV;
 391
 392         /* User wants to enable anything unsupported? */
 393         if ((supported & features) != features)
 394                 return -EINVAL;
 395
 396         control = PCI_PASID_CTRL_ENABLE | features;
 397         pdev->pasid_features = features;
 398
 399         pci_write_config_word(pdev, pasid + PCI_PASID_CTRL, control);
 400
 401         pdev->pasid_enabled = 1;
 402
 403         return 0;
 404 }
 405 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_enable_pasid);
 406
 407 /**
 408  * pci_disable_pasid - Disable the PASID capability
 409  * @pdev: PCI device structure
 410  */
 411 void pci_disable_pasid(struct pci_dev *pdev)
 412 {
 413         u16 control = 0;
 414         int pasid = pdev->pasid_cap;
 415
 416         /* VFs share the PF PASID configuration */
 417         if (pdev->is_virtfn)
 418                 return;
 419
 420         if (WARN_ON(!pdev->pasid_enabled))
 421                 return;
 422
 423         if (!pasid)
 424                 return;
 425
 426         pci_write_config_word(pdev, pasid + PCI_PASID_CTRL, control);
 427
 428         pdev->pasid_enabled = 0;
 429 }
 430 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_disable_pasid);
 431
 432 /**
 433  * pci_restore_pasid_state - Restore PASID capabilities
 434  * @pdev: PCI device structure
 435  */
 436 void pci_restore_pasid_state(struct pci_dev *pdev)
 437 {
 438         u16 control;
 439         int pasid = pdev->pasid_cap;
 440
 441         if (pdev->is_virtfn)
 442                 return;
 443
 444         if (!pdev->pasid_enabled)
 445                 return;
 446
 447         if (!pasid)
 448                 return;
 449
 450         control = PCI_PASID_CTRL_ENABLE | pdev->pasid_features;
 451         pci_write_config_word(pdev, pasid + PCI_PASID_CTRL, control);
 452 }
 453
 454 /**
 455  * pci_pasid_features - Check which PASID features are supported
 456  * @pdev: PCI device structure
 457  *
 458  * Returns a negative value when no PASI capability is present.
 459  * Otherwise is returns a bitmask with supported features. Current
 460  * features reported are:
 461  * PCI_PASID_CAP_EXEC - Execute permission supported
 462  * PCI_PASID_CAP_PRIV - Privileged mode supported
 463  */
 464 int pci_pasid_features(struct pci_dev *pdev)
 465 {
 466         u16 supported;
 467         int pasid;
 468
 469         if (pdev->is_virtfn)
 470                 pdev = pci_physfn(pdev);
 471
 472         pasid = pdev->pasid_cap;
 473         if (!pasid)
 474                 return -EINVAL;
 475
 476         pci_read_config_word(pdev, pasid + PCI_PASID_CAP, &supported);
 477
 478         supported &= PCI_PASID_CAP_EXEC | PCI_PASID_CAP_PRIV;
 479
 480         return supported;
 481 }
 482 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_pasid_features);
 483
 484 /**
 485  * pci_max_pasids - Get maximum number of PASIDs supported by device
 486  * @pdev: PCI device structure
 487  *
 488  * Returns negative value when PASID capability is not present.
 489  * Otherwise it returns the number of supported PASIDs.
 490  */
 491 int pci_max_pasids(struct pci_dev *pdev)
 492 {
 493         u16 supported;
 494         int pasid;
 495
 496         if (pdev->is_virtfn)
 497                 pdev = pci_physfn(pdev);
 498
 499         pasid = pdev->pasid_cap;
 500         if (!pasid)
 501                 return -EINVAL;
 502
 503         pci_read_config_word(pdev, pasid + PCI_PASID_CAP, &supported);
 504
 505         return (1 << FIELD_GET(PCI_PASID_CAP_WIDTH, supported));
 506 }
 507 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_max_pasids);
 508 #endif /* CONFIG_PCI_PASID */