GNU Linux-libre 5.10.153-gnu1
[releases.git] / drivers / pci / controller / pci-hyperv.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (c) Microsoft Corporation.
4  *
5  * Author:
6  *   Jake Oshins <jakeo@microsoft.com>
7  *
8  * This driver acts as a paravirtual front-end for PCI Express root buses.
9  * When a PCI Express function (either an entire device or an SR-IOV
10  * Virtual Function) is being passed through to the VM, this driver exposes
11  * a new bus to the guest VM.  This is modeled as a root PCI bus because
12  * no bridges are being exposed to the VM.  In fact, with a "Generation 2"
13  * VM within Hyper-V, there may seem to be no PCI bus at all in the VM
14  * until a device as been exposed using this driver.
15  *
16  * Each root PCI bus has its own PCI domain, which is called "Segment" in
17  * the PCI Firmware Specifications.  Thus while each device passed through
18  * to the VM using this front-end will appear at "device 0", the domain will
19  * be unique.  Typically, each bus will have one PCI function on it, though
20  * this driver does support more than one.
21  *
22  * In order to map the interrupts from the device through to the guest VM,
23  * this driver also implements an IRQ Domain, which handles interrupts (either
24  * MSI or MSI-X) associated with the functions on the bus.  As interrupts are
25  * set up, torn down, or reaffined, this driver communicates with the
26  * underlying hypervisor to adjust the mappings in the I/O MMU so that each
27  * interrupt will be delivered to the correct virtual processor at the right
28  * vector.  This driver does not support level-triggered (line-based)
29  * interrupts, and will report that the Interrupt Line register in the
30  * function's configuration space is zero.
31  *
32  * The rest of this driver mostly maps PCI concepts onto underlying Hyper-V
33  * facilities.  For instance, the configuration space of a function exposed
34  * by Hyper-V is mapped into a single page of memory space, and the
35  * read and write handlers for config space must be aware of this mechanism.
36  * Similarly, device setup and teardown involves messages sent to and from
37  * the PCI back-end driver in Hyper-V.
38  */
39
40 #include <linux/kernel.h>
41 #include <linux/module.h>
42 #include <linux/pci.h>
43 #include <linux/delay.h>
44 #include <linux/semaphore.h>
45 #include <linux/irqdomain.h>
46 #include <asm/irqdomain.h>
47 #include <asm/apic.h>
48 #include <linux/irq.h>
49 #include <linux/msi.h>
50 #include <linux/hyperv.h>
51 #include <linux/refcount.h>
52 #include <asm/mshyperv.h>
53
54 /*
55  * Protocol versions. The low word is the minor version, the high word the
56  * major version.
57  */
58
59 #define PCI_MAKE_VERSION(major, minor) ((u32)(((major) << 16) | (minor)))
60 #define PCI_MAJOR_VERSION(version) ((u32)(version) >> 16)
61 #define PCI_MINOR_VERSION(version) ((u32)(version) & 0xff)
62
63 enum pci_protocol_version_t {
64         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1 = PCI_MAKE_VERSION(1, 1),      /* Win10 */
65         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2 = PCI_MAKE_VERSION(1, 2),      /* RS1 */
66         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3 = PCI_MAKE_VERSION(1, 3),      /* Vibranium */
67 };
68
69 #define CPU_AFFINITY_ALL        -1ULL
70
71 /*
72  * Supported protocol versions in the order of probing - highest go
73  * first.
74  */
75 static enum pci_protocol_version_t pci_protocol_versions[] = {
76         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3,
77         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2,
78         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1,
79 };
80
81 #define PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH  0x2000
82 #define CFG_PAGE_OFFSET 0x1000
83 #define CFG_PAGE_SIZE (PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH - CFG_PAGE_OFFSET)
84
85 #define MAX_SUPPORTED_MSI_MESSAGES 0x400
86
87 #define STATUS_REVISION_MISMATCH 0xC0000059
88
89 /* space for 32bit serial number as string */
90 #define SLOT_NAME_SIZE 11
91
92 /*
93  * Message Types
94  */
95
96 enum pci_message_type {
97         /*
98          * Version 1.1
99          */
100         PCI_MESSAGE_BASE                = 0x42490000,
101         PCI_BUS_RELATIONS               = PCI_MESSAGE_BASE + 0,
102         PCI_QUERY_BUS_RELATIONS         = PCI_MESSAGE_BASE + 1,
103         PCI_POWER_STATE_CHANGE          = PCI_MESSAGE_BASE + 4,
104         PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS = PCI_MESSAGE_BASE + 5,
105         PCI_QUERY_RESOURCE_RESOURCES    = PCI_MESSAGE_BASE + 6,
106         PCI_BUS_D0ENTRY                 = PCI_MESSAGE_BASE + 7,
107         PCI_BUS_D0EXIT                  = PCI_MESSAGE_BASE + 8,
108         PCI_READ_BLOCK                  = PCI_MESSAGE_BASE + 9,
109         PCI_WRITE_BLOCK                 = PCI_MESSAGE_BASE + 0xA,
110         PCI_EJECT                       = PCI_MESSAGE_BASE + 0xB,
111         PCI_QUERY_STOP                  = PCI_MESSAGE_BASE + 0xC,
112         PCI_REENABLE                    = PCI_MESSAGE_BASE + 0xD,
113         PCI_QUERY_STOP_FAILED           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xE,
114         PCI_EJECTION_COMPLETE           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xF,
115         PCI_RESOURCES_ASSIGNED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x10,
116         PCI_RESOURCES_RELEASED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x11,
117         PCI_INVALIDATE_BLOCK            = PCI_MESSAGE_BASE + 0x12,
118         PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION      = PCI_MESSAGE_BASE + 0x13,
119         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x14,
120         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x15,
121         PCI_RESOURCES_ASSIGNED2         = PCI_MESSAGE_BASE + 0x16,
122         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x17,
123         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE2   = PCI_MESSAGE_BASE + 0x18, /* unused */
124         PCI_BUS_RELATIONS2              = PCI_MESSAGE_BASE + 0x19,
125         PCI_MESSAGE_MAXIMUM
126 };
127
128 /*
129  * Structures defining the virtual PCI Express protocol.
130  */
131
132 union pci_version {
133         struct {
134                 u16 minor_version;
135                 u16 major_version;
136         } parts;
137         u32 version;
138 } __packed;
139
140 /*
141  * Function numbers are 8-bits wide on Express, as interpreted through ARI,
142  * which is all this driver does.  This representation is the one used in
143  * Windows, which is what is expected when sending this back and forth with
144  * the Hyper-V parent partition.
145  */
146 union win_slot_encoding {
147         struct {
148                 u32     dev:5;
149                 u32     func:3;
150                 u32     reserved:24;
151         } bits;
152         u32 slot;
153 } __packed;
154
155 /*
156  * Pretty much as defined in the PCI Specifications.
157  */
158 struct pci_function_description {
159         u16     v_id;   /* vendor ID */
160         u16     d_id;   /* device ID */
161         u8      rev;
162         u8      prog_intf;
163         u8      subclass;
164         u8      base_class;
165         u32     subsystem_id;
166         union win_slot_encoding win_slot;
167         u32     ser;    /* serial number */
168 } __packed;
169
170 enum pci_device_description_flags {
171         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NONE                 = 0x0,
172         HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY        = 0x1,
173 };
174
175 struct pci_function_description2 {
176         u16     v_id;   /* vendor ID */
177         u16     d_id;   /* device ID */
178         u8      rev;
179         u8      prog_intf;
180         u8      subclass;
181         u8      base_class;
182         u32     subsystem_id;
183         union   win_slot_encoding win_slot;
184         u32     ser;    /* serial number */
185         u32     flags;
186         u16     virtual_numa_node;
187         u16     reserved;
188 } __packed;
189
190 /**
191  * struct hv_msi_desc
192  * @vector:             IDT entry
193  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
194  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
195  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
196  *                      Interrupt Descriptor Table that are
197  *                      occupied by this Message-Signaled
198  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
199  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
200  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
201  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
202  *                      entry would have its own descriptor.
203  * @reserved:           Empty space
204  * @cpu_mask:           All the target virtual processors.
205  */
206 struct hv_msi_desc {
207         u8      vector;
208         u8      delivery_mode;
209         u16     vector_count;
210         u32     reserved;
211         u64     cpu_mask;
212 } __packed;
213
214 /**
215  * struct hv_msi_desc2 - 1.2 version of hv_msi_desc
216  * @vector:             IDT entry
217  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
218  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
219  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
220  *                      Interrupt Descriptor Table that are
221  *                      occupied by this Message-Signaled
222  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
223  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
224  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
225  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
226  *                      entry would have its own descriptor.
227  * @processor_count:    number of bits enabled in array.
228  * @processor_array:    All the target virtual processors.
229  */
230 struct hv_msi_desc2 {
231         u8      vector;
232         u8      delivery_mode;
233         u16     vector_count;
234         u16     processor_count;
235         u16     processor_array[32];
236 } __packed;
237
238 /**
239  * struct tran_int_desc
240  * @reserved:           unused, padding
241  * @vector_count:       same as in hv_msi_desc
242  * @data:               This is the "data payload" value that is
243  *                      written by the device when it generates
244  *                      a message-signaled interrupt, either MSI
245  *                      or MSI-X.
246  * @address:            This is the address to which the data
247  *                      payload is written on interrupt
248  *                      generation.
249  */
250 struct tran_int_desc {
251         u16     reserved;
252         u16     vector_count;
253         u32     data;
254         u64     address;
255 } __packed;
256
257 /*
258  * A generic message format for virtual PCI.
259  * Specific message formats are defined later in the file.
260  */
261
262 struct pci_message {
263         u32 type;
264 } __packed;
265
266 struct pci_child_message {
267         struct pci_message message_type;
268         union win_slot_encoding wslot;
269 } __packed;
270
271 struct pci_incoming_message {
272         struct vmpacket_descriptor hdr;
273         struct pci_message message_type;
274 } __packed;
275
276 struct pci_response {
277         struct vmpacket_descriptor hdr;
278         s32 status;                     /* negative values are failures */
279 } __packed;
280
281 struct pci_packet {
282         void (*completion_func)(void *context, struct pci_response *resp,
283                                 int resp_packet_size);
284         void *compl_ctxt;
285
286         struct pci_message message[];
287 };
288
289 /*
290  * Specific message types supporting the PCI protocol.
291  */
292
293 /*
294  * Version negotiation message. Sent from the guest to the host.
295  * The guest is free to try different versions until the host
296  * accepts the version.
297  *
298  * pci_version: The protocol version requested.
299  * is_last_attempt: If TRUE, this is the last version guest will request.
300  * reservedz: Reserved field, set to zero.
301  */
302
303 struct pci_version_request {
304         struct pci_message message_type;
305         u32 protocol_version;
306 } __packed;
307
308 /*
309  * Bus D0 Entry.  This is sent from the guest to the host when the virtual
310  * bus (PCI Express port) is ready for action.
311  */
312
313 struct pci_bus_d0_entry {
314         struct pci_message message_type;
315         u32 reserved;
316         u64 mmio_base;
317 } __packed;
318
319 struct pci_bus_relations {
320         struct pci_incoming_message incoming;
321         u32 device_count;
322         struct pci_function_description func[];
323 } __packed;
324
325 struct pci_bus_relations2 {
326         struct pci_incoming_message incoming;
327         u32 device_count;
328         struct pci_function_description2 func[];
329 } __packed;
330
331 struct pci_q_res_req_response {
332         struct vmpacket_descriptor hdr;
333         s32 status;                     /* negative values are failures */
334         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
335 } __packed;
336
337 struct pci_set_power {
338         struct pci_message message_type;
339         union win_slot_encoding wslot;
340         u32 power_state;                /* In Windows terms */
341         u32 reserved;
342 } __packed;
343
344 struct pci_set_power_response {
345         struct vmpacket_descriptor hdr;
346         s32 status;                     /* negative values are failures */
347         union win_slot_encoding wslot;
348         u32 resultant_state;            /* In Windows terms */
349         u32 reserved;
350 } __packed;
351
352 struct pci_resources_assigned {
353         struct pci_message message_type;
354         union win_slot_encoding wslot;
355         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
356         u32 msi_descriptors;
357         u32 reserved[4];
358 } __packed;
359
360 struct pci_resources_assigned2 {
361         struct pci_message message_type;
362         union win_slot_encoding wslot;
363         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
364         u32 msi_descriptor_count;
365         u8 reserved[70];
366 } __packed;
367
368 struct pci_create_interrupt {
369         struct pci_message message_type;
370         union win_slot_encoding wslot;
371         struct hv_msi_desc int_desc;
372 } __packed;
373
374 struct pci_create_int_response {
375         struct pci_response response;
376         u32 reserved;
377         struct tran_int_desc int_desc;
378 } __packed;
379
380 struct pci_create_interrupt2 {
381         struct pci_message message_type;
382         union win_slot_encoding wslot;
383         struct hv_msi_desc2 int_desc;
384 } __packed;
385
386 struct pci_delete_interrupt {
387         struct pci_message message_type;
388         union win_slot_encoding wslot;
389         struct tran_int_desc int_desc;
390 } __packed;
391
392 /*
393  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and bytes_requested.
394  */
395 struct pci_read_block {
396         struct pci_message message_type;
397         u32 block_id;
398         union win_slot_encoding wslot;
399         u32 bytes_requested;
400 } __packed;
401
402 struct pci_read_block_response {
403         struct vmpacket_descriptor hdr;
404         u32 status;
405         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
406 } __packed;
407
408 /*
409  * Note: the VM must pass a valid block id, wslot and byte_count.
410  */
411 struct pci_write_block {
412         struct pci_message message_type;
413         u32 block_id;
414         union win_slot_encoding wslot;
415         u32 byte_count;
416         u8 bytes[HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX];
417 } __packed;
418
419 struct pci_dev_inval_block {
420         struct pci_incoming_message incoming;
421         union win_slot_encoding wslot;
422         u64 block_mask;
423 } __packed;
424
425 struct pci_dev_incoming {
426         struct pci_incoming_message incoming;
427         union win_slot_encoding wslot;
428 } __packed;
429
430 struct pci_eject_response {
431         struct pci_message message_type;
432         union win_slot_encoding wslot;
433         u32 status;
434 } __packed;
435
436 static int pci_ring_size = (4 * PAGE_SIZE);
437
438 /*
439  * Driver specific state.
440  */
441
442 enum hv_pcibus_state {
443         hv_pcibus_init = 0,
444         hv_pcibus_probed,
445         hv_pcibus_installed,
446         hv_pcibus_removing,
447         hv_pcibus_maximum
448 };
449
450 struct hv_pcibus_device {
451         struct pci_sysdata sysdata;
452         /* Protocol version negotiated with the host */
453         enum pci_protocol_version_t protocol_version;
454         enum hv_pcibus_state state;
455         refcount_t remove_lock;
456         struct hv_device *hdev;
457         resource_size_t low_mmio_space;
458         resource_size_t high_mmio_space;
459         struct resource *mem_config;
460         struct resource *low_mmio_res;
461         struct resource *high_mmio_res;
462         struct completion *survey_event;
463         struct completion remove_event;
464         struct pci_bus *pci_bus;
465         spinlock_t config_lock; /* Avoid two threads writing index page */
466         spinlock_t device_list_lock;    /* Protect lists below */
467         void __iomem *cfg_addr;
468
469         struct list_head resources_for_children;
470
471         struct list_head children;
472         struct list_head dr_list;
473
474         struct msi_domain_info msi_info;
475         struct msi_controller msi_chip;
476         struct irq_domain *irq_domain;
477
478         spinlock_t retarget_msi_interrupt_lock;
479
480         struct workqueue_struct *wq;
481
482         /* Highest slot of child device with resources allocated */
483         int wslot_res_allocated;
484
485         /* hypercall arg, must not cross page boundary */
486         struct hv_retarget_device_interrupt retarget_msi_interrupt_params;
487
488         /*
489          * Don't put anything here: retarget_msi_interrupt_params must be last
490          */
491 };
492
493 /*
494  * Tracks "Device Relations" messages from the host, which must be both
495  * processed in order and deferred so that they don't run in the context
496  * of the incoming packet callback.
497  */
498 struct hv_dr_work {
499         struct work_struct wrk;
500         struct hv_pcibus_device *bus;
501 };
502
503 struct hv_pcidev_description {
504         u16     v_id;   /* vendor ID */
505         u16     d_id;   /* device ID */
506         u8      rev;
507         u8      prog_intf;
508         u8      subclass;
509         u8      base_class;
510         u32     subsystem_id;
511         union   win_slot_encoding win_slot;
512         u32     ser;    /* serial number */
513         u32     flags;
514         u16     virtual_numa_node;
515 };
516
517 struct hv_dr_state {
518         struct list_head list_entry;
519         u32 device_count;
520         struct hv_pcidev_description func[];
521 };
522
523 enum hv_pcichild_state {
524         hv_pcichild_init = 0,
525         hv_pcichild_requirements,
526         hv_pcichild_resourced,
527         hv_pcichild_ejecting,
528         hv_pcichild_maximum
529 };
530
531 struct hv_pci_dev {
532         /* List protected by pci_rescan_remove_lock */
533         struct list_head list_entry;
534         refcount_t refs;
535         enum hv_pcichild_state state;
536         struct pci_slot *pci_slot;
537         struct hv_pcidev_description desc;
538         bool reported_missing;
539         struct hv_pcibus_device *hbus;
540         struct work_struct wrk;
541
542         void (*block_invalidate)(void *context, u64 block_mask);
543         void *invalidate_context;
544
545         /*
546          * What would be observed if one wrote 0xFFFFFFFF to a BAR and then
547          * read it back, for each of the BAR offsets within config space.
548          */
549         u32 probed_bar[PCI_STD_NUM_BARS];
550 };
551
552 struct hv_pci_compl {
553         struct completion host_event;
554         s32 completion_status;
555 };
556
557 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context);
558
559 /**
560  * hv_pci_generic_compl() - Invoked for a completion packet
561  * @context:            Set up by the sender of the packet.
562  * @resp:               The response packet
563  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the packet
564  *
565  * This function is used to trigger an event and report status
566  * for any message for which the completion packet contains a
567  * status and nothing else.
568  */
569 static void hv_pci_generic_compl(void *context, struct pci_response *resp,
570                                  int resp_packet_size)
571 {
572         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
573
574         if (resp_packet_size >= offsetofend(struct pci_response, status))
575                 comp_pkt->completion_status = resp->status;
576         else
577                 comp_pkt->completion_status = -1;
578
579         complete(&comp_pkt->host_event);
580 }
581
582 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
583                                                 u32 wslot);
584
585 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
586 {
587         refcount_inc(&hpdev->refs);
588 }
589
590 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev)
591 {
592         if (refcount_dec_and_test(&hpdev->refs))
593                 kfree(hpdev);
594 }
595
596 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
597 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
598
599 /*
600  * There is no good way to get notified from vmbus_onoffer_rescind(),
601  * so let's use polling here, since this is not a hot path.
602  */
603 static int wait_for_response(struct hv_device *hdev,
604                              struct completion *comp)
605 {
606         while (true) {
607                 if (hdev->channel->rescind) {
608                         dev_warn_once(&hdev->device, "The device is gone.\n");
609                         return -ENODEV;
610                 }
611
612                 if (wait_for_completion_timeout(comp, HZ / 10))
613                         break;
614         }
615
616         return 0;
617 }
618
619 /**
620  * devfn_to_wslot() - Convert from Linux PCI slot to Windows
621  * @devfn:      The Linux representation of PCI slot
622  *
623  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
624  *
625  * Return: The Windows representation
626  */
627 static u32 devfn_to_wslot(int devfn)
628 {
629         union win_slot_encoding wslot;
630
631         wslot.slot = 0;
632         wslot.bits.dev = PCI_SLOT(devfn);
633         wslot.bits.func = PCI_FUNC(devfn);
634
635         return wslot.slot;
636 }
637
638 /**
639  * wslot_to_devfn() - Convert from Windows PCI slot to Linux
640  * @wslot:      The Windows representation of PCI slot
641  *
642  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
643  *
644  * Return: The Linux representation
645  */
646 static int wslot_to_devfn(u32 wslot)
647 {
648         union win_slot_encoding slot_no;
649
650         slot_no.slot = wslot;
651         return PCI_DEVFN(slot_no.bits.dev, slot_no.bits.func);
652 }
653
654 /*
655  * PCI Configuration Space for these root PCI buses is implemented as a pair
656  * of pages in memory-mapped I/O space.  Writing to the first page chooses
657  * the PCI function being written or read.  Once the first page has been
658  * written to, the following page maps in the entire configuration space of
659  * the function.
660  */
661
662 /**
663  * _hv_pcifront_read_config() - Internal PCI config read
664  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
665  * @where:      Offset within config space
666  * @size:       Size of the transfer
667  * @val:        Pointer to the buffer receiving the data
668  */
669 static void _hv_pcifront_read_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
670                                      int size, u32 *val)
671 {
672         unsigned long flags;
673         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
674
675         /*
676          * If the attempt is to read the IDs or the ROM BAR, simulate that.
677          */
678         if (where + size <= PCI_COMMAND) {
679                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.v_id) + where, size);
680         } else if (where >= PCI_CLASS_REVISION && where + size <=
681                    PCI_CACHE_LINE_SIZE) {
682                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.rev) + where -
683                        PCI_CLASS_REVISION, size);
684         } else if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID && where + size <=
685                    PCI_ROM_ADDRESS) {
686                 memcpy(val, (u8 *)&hpdev->desc.subsystem_id + where -
687                        PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID, size);
688         } else if (where >= PCI_ROM_ADDRESS && where + size <=
689                    PCI_CAPABILITY_LIST) {
690                 /* ROM BARs are unimplemented */
691                 *val = 0;
692         } else if (where >= PCI_INTERRUPT_LINE && where + size <=
693                    PCI_INTERRUPT_PIN) {
694                 /*
695                  * Interrupt Line and Interrupt PIN are hard-wired to zero
696                  * because this front-end only supports message-signaled
697                  * interrupts.
698                  */
699                 *val = 0;
700         } else if (where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
701                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
702                 /* Choose the function to be read. (See comment above) */
703                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
704                 /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
705                 mb();
706                 /* Read from that function's config space. */
707                 switch (size) {
708                 case 1:
709                         *val = readb(addr);
710                         break;
711                 case 2:
712                         *val = readw(addr);
713                         break;
714                 default:
715                         *val = readl(addr);
716                         break;
717                 }
718                 /*
719                  * Make sure the read was done before we release the spinlock
720                  * allowing consecutive reads/writes.
721                  */
722                 mb();
723                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
724         } else {
725                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
726                         "Attempt to read beyond a function's config space.\n");
727         }
728 }
729
730 static u16 hv_pcifront_get_vendor_id(struct hv_pci_dev *hpdev)
731 {
732         u16 ret;
733         unsigned long flags;
734         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET +
735                              PCI_VENDOR_ID;
736
737         spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
738
739         /* Choose the function to be read. (See comment above) */
740         writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
741         /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
742         mb();
743         /* Read from that function's config space. */
744         ret = readw(addr);
745         /*
746          * mb() is not required here, because the spin_unlock_irqrestore()
747          * is a barrier.
748          */
749
750         spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
751
752         return ret;
753 }
754
755 /**
756  * _hv_pcifront_write_config() - Internal PCI config write
757  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
758  * @where:      Offset within config space
759  * @size:       Size of the transfer
760  * @val:        The data being transferred
761  */
762 static void _hv_pcifront_write_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
763                                       int size, u32 val)
764 {
765         unsigned long flags;
766         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
767
768         if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID &&
769             where + size <= PCI_CAPABILITY_LIST) {
770                 /* SSIDs and ROM BARs are read-only */
771         } else if (where >= PCI_COMMAND && where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
772                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
773                 /* Choose the function to be written. (See comment above) */
774                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
775                 /* Make sure the function was chosen before we start writing. */
776                 wmb();
777                 /* Write to that function's config space. */
778                 switch (size) {
779                 case 1:
780                         writeb(val, addr);
781                         break;
782                 case 2:
783                         writew(val, addr);
784                         break;
785                 default:
786                         writel(val, addr);
787                         break;
788                 }
789                 /*
790                  * Make sure the write was done before we release the spinlock
791                  * allowing consecutive reads/writes.
792                  */
793                 mb();
794                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
795         } else {
796                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
797                         "Attempt to write beyond a function's config space.\n");
798         }
799 }
800
801 /**
802  * hv_pcifront_read_config() - Read configuration space
803  * @bus: PCI Bus structure
804  * @devfn: Device/function
805  * @where: Offset from base
806  * @size: Byte/word/dword
807  * @val: Value to be read
808  *
809  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
810  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
811  */
812 static int hv_pcifront_read_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
813                                    int where, int size, u32 *val)
814 {
815         struct hv_pcibus_device *hbus =
816                 container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
817         struct hv_pci_dev *hpdev;
818
819         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
820         if (!hpdev)
821                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
822
823         _hv_pcifront_read_config(hpdev, where, size, val);
824
825         put_pcichild(hpdev);
826         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
827 }
828
829 /**
830  * hv_pcifront_write_config() - Write configuration space
831  * @bus: PCI Bus structure
832  * @devfn: Device/function
833  * @where: Offset from base
834  * @size: Byte/word/dword
835  * @val: Value to be written to device
836  *
837  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
838  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
839  */
840 static int hv_pcifront_write_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
841                                     int where, int size, u32 val)
842 {
843         struct hv_pcibus_device *hbus =
844             container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
845         struct hv_pci_dev *hpdev;
846
847         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
848         if (!hpdev)
849                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
850
851         _hv_pcifront_write_config(hpdev, where, size, val);
852
853         put_pcichild(hpdev);
854         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
855 }
856
857 /* PCIe operations */
858 static struct pci_ops hv_pcifront_ops = {
859         .read  = hv_pcifront_read_config,
860         .write = hv_pcifront_write_config,
861 };
862
863 /*
864  * Paravirtual backchannel
865  *
866  * Hyper-V SR-IOV provides a backchannel mechanism in software for
867  * communication between a VF driver and a PF driver.  These
868  * "configuration blocks" are similar in concept to PCI configuration space,
869  * but instead of doing reads and writes in 32-bit chunks through a very slow
870  * path, packets of up to 128 bytes can be sent or received asynchronously.
871  *
872  * Nearly every SR-IOV device contains just such a communications channel in
873  * hardware, so using this one in software is usually optional.  Using the
874  * software channel, however, allows driver implementers to leverage software
875  * tools that fuzz the communications channel looking for vulnerabilities.
876  *
877  * The usage model for these packets puts the responsibility for reading or
878  * writing on the VF driver.  The VF driver sends a read or a write packet,
879  * indicating which "block" is being referred to by number.
880  *
881  * If the PF driver wishes to initiate communication, it can "invalidate" one or
882  * more of the first 64 blocks.  This invalidation is delivered via a callback
883  * supplied by the VF driver by this driver.
884  *
885  * No protocol is implied, except that supplied by the PF and VF drivers.
886  */
887
888 struct hv_read_config_compl {
889         struct hv_pci_compl comp_pkt;
890         void *buf;
891         unsigned int len;
892         unsigned int bytes_returned;
893 };
894
895 /**
896  * hv_pci_read_config_compl() - Invoked when a response packet
897  * for a read config block operation arrives.
898  * @context:            Identifies the read config operation
899  * @resp:               The response packet itself
900  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
901  */
902 static void hv_pci_read_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
903                                      int resp_packet_size)
904 {
905         struct hv_read_config_compl *comp = context;
906         struct pci_read_block_response *read_resp =
907                 (struct pci_read_block_response *)resp;
908         unsigned int data_len, hdr_len;
909
910         hdr_len = offsetof(struct pci_read_block_response, bytes);
911         if (resp_packet_size < hdr_len) {
912                 comp->comp_pkt.completion_status = -1;
913                 goto out;
914         }
915
916         data_len = resp_packet_size - hdr_len;
917         if (data_len > 0 && read_resp->status == 0) {
918                 comp->bytes_returned = min(comp->len, data_len);
919                 memcpy(comp->buf, read_resp->bytes, comp->bytes_returned);
920         } else {
921                 comp->bytes_returned = 0;
922         }
923
924         comp->comp_pkt.completion_status = read_resp->status;
925 out:
926         complete(&comp->comp_pkt.host_event);
927 }
928
929 /**
930  * hv_read_config_block() - Sends a read config block request to
931  * the back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
932  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
933  * @buf:                Buffer into which the config block will be copied.
934  * @len:                Size in bytes of buf.
935  * @block_id:           Identifies the config block which has been requested.
936  * @bytes_returned:     Size which came back from the back-end driver.
937  *
938  * Return: 0 on success, -errno on failure
939  */
940 static int hv_read_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
941                                 unsigned int len, unsigned int block_id,
942                                 unsigned int *bytes_returned)
943 {
944         struct hv_pcibus_device *hbus =
945                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
946                              sysdata);
947         struct {
948                 struct pci_packet pkt;
949                 char buf[sizeof(struct pci_read_block)];
950         } pkt;
951         struct hv_read_config_compl comp_pkt;
952         struct pci_read_block *read_blk;
953         int ret;
954
955         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
956                 return -EINVAL;
957
958         init_completion(&comp_pkt.comp_pkt.host_event);
959         comp_pkt.buf = buf;
960         comp_pkt.len = len;
961
962         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
963         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_read_config_compl;
964         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
965         read_blk = (struct pci_read_block *)&pkt.pkt.message;
966         read_blk->message_type.type = PCI_READ_BLOCK;
967         read_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
968         read_blk->block_id = block_id;
969         read_blk->bytes_requested = len;
970
971         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, read_blk,
972                                sizeof(*read_blk), (unsigned long)&pkt.pkt,
973                                VM_PKT_DATA_INBAND,
974                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
975         if (ret)
976                 return ret;
977
978         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.comp_pkt.host_event);
979         if (ret)
980                 return ret;
981
982         if (comp_pkt.comp_pkt.completion_status != 0 ||
983             comp_pkt.bytes_returned == 0) {
984                 dev_err(&hbus->hdev->device,
985                         "Read Config Block failed: 0x%x, bytes_returned=%d\n",
986                         comp_pkt.comp_pkt.completion_status,
987                         comp_pkt.bytes_returned);
988                 return -EIO;
989         }
990
991         *bytes_returned = comp_pkt.bytes_returned;
992         return 0;
993 }
994
995 /**
996  * hv_pci_write_config_compl() - Invoked when a response packet for a write
997  * config block operation arrives.
998  * @context:            Identifies the write config operation
999  * @resp:               The response packet itself
1000  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the response packet
1001  */
1002 static void hv_pci_write_config_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1003                                       int resp_packet_size)
1004 {
1005         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
1006
1007         comp_pkt->completion_status = resp->status;
1008         complete(&comp_pkt->host_event);
1009 }
1010
1011 /**
1012  * hv_write_config_block() - Sends a write config block request to the
1013  * back-end driver running in the Hyper-V parent partition.
1014  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1015  * @buf:                Buffer from which the config block will be copied.
1016  * @len:                Size in bytes of buf.
1017  * @block_id:           Identifies the config block which is being written.
1018  *
1019  * Return: 0 on success, -errno on failure
1020  */
1021 static int hv_write_config_block(struct pci_dev *pdev, void *buf,
1022                                 unsigned int len, unsigned int block_id)
1023 {
1024         struct hv_pcibus_device *hbus =
1025                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1026                              sysdata);
1027         struct {
1028                 struct pci_packet pkt;
1029                 char buf[sizeof(struct pci_write_block)];
1030                 u32 reserved;
1031         } pkt;
1032         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1033         struct pci_write_block *write_blk;
1034         u32 pkt_size;
1035         int ret;
1036
1037         if (len == 0 || len > HV_CONFIG_BLOCK_SIZE_MAX)
1038                 return -EINVAL;
1039
1040         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1041
1042         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1043         pkt.pkt.completion_func = hv_pci_write_config_compl;
1044         pkt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
1045         write_blk = (struct pci_write_block *)&pkt.pkt.message;
1046         write_blk->message_type.type = PCI_WRITE_BLOCK;
1047         write_blk->wslot.slot = devfn_to_wslot(pdev->devfn);
1048         write_blk->block_id = block_id;
1049         write_blk->byte_count = len;
1050         memcpy(write_blk->bytes, buf, len);
1051         pkt_size = offsetof(struct pci_write_block, bytes) + len;
1052         /*
1053          * This quirk is required on some hosts shipped around 2018, because
1054          * these hosts don't check the pkt_size correctly (new hosts have been
1055          * fixed since early 2019). The quirk is also safe on very old hosts
1056          * and new hosts, because, on them, what really matters is the length
1057          * specified in write_blk->byte_count.
1058          */
1059         pkt_size += sizeof(pkt.reserved);
1060
1061         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, write_blk, pkt_size,
1062                                (unsigned long)&pkt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1063                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1064         if (ret)
1065                 return ret;
1066
1067         ret = wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event);
1068         if (ret)
1069                 return ret;
1070
1071         if (comp_pkt.completion_status != 0) {
1072                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1073                         "Write Config Block failed: 0x%x\n",
1074                         comp_pkt.completion_status);
1075                 return -EIO;
1076         }
1077
1078         return 0;
1079 }
1080
1081 /**
1082  * hv_register_block_invalidate() - Invoked when a config block invalidation
1083  * arrives from the back-end driver.
1084  * @pdev:               The PCI driver's representation for this device.
1085  * @context:            Identifies the device.
1086  * @block_invalidate:   Identifies all of the blocks being invalidated.
1087  *
1088  * Return: 0 on success, -errno on failure
1089  */
1090 static int hv_register_block_invalidate(struct pci_dev *pdev, void *context,
1091                                         void (*block_invalidate)(void *context,
1092                                                                  u64 block_mask))
1093 {
1094         struct hv_pcibus_device *hbus =
1095                 container_of(pdev->bus->sysdata, struct hv_pcibus_device,
1096                              sysdata);
1097         struct hv_pci_dev *hpdev;
1098
1099         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1100         if (!hpdev)
1101                 return -ENODEV;
1102
1103         hpdev->block_invalidate = block_invalidate;
1104         hpdev->invalidate_context = context;
1105
1106         put_pcichild(hpdev);
1107         return 0;
1108
1109 }
1110
1111 /* Interrupt management hooks */
1112 static void hv_int_desc_free(struct hv_pci_dev *hpdev,
1113                              struct tran_int_desc *int_desc)
1114 {
1115         struct pci_delete_interrupt *int_pkt;
1116         struct {
1117                 struct pci_packet pkt;
1118                 u8 buffer[sizeof(struct pci_delete_interrupt)];
1119         } ctxt;
1120
1121         if (!int_desc->vector_count) {
1122                 kfree(int_desc);
1123                 return;
1124         }
1125         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1126         int_pkt = (struct pci_delete_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
1127         int_pkt->message_type.type =
1128                 PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE;
1129         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
1130         int_pkt->int_desc = *int_desc;
1131         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt, sizeof(*int_pkt),
1132                          (unsigned long)&ctxt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
1133         kfree(int_desc);
1134 }
1135
1136 /**
1137  * hv_msi_free() - Free the MSI.
1138  * @domain:     The interrupt domain pointer
1139  * @info:       Extra MSI-related context
1140  * @irq:        Identifies the IRQ.
1141  *
1142  * The Hyper-V parent partition and hypervisor are tracking the
1143  * messages that are in use, keeping the interrupt redirection
1144  * table up to date.  This callback sends a message that frees
1145  * the IRT entry and related tracking nonsense.
1146  */
1147 static void hv_msi_free(struct irq_domain *domain, struct msi_domain_info *info,
1148                         unsigned int irq)
1149 {
1150         struct hv_pcibus_device *hbus;
1151         struct hv_pci_dev *hpdev;
1152         struct pci_dev *pdev;
1153         struct tran_int_desc *int_desc;
1154         struct irq_data *irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, irq);
1155         struct msi_desc *msi = irq_data_get_msi_desc(irq_data);
1156
1157         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi);
1158         hbus = info->data;
1159         int_desc = irq_data_get_irq_chip_data(irq_data);
1160         if (!int_desc)
1161                 return;
1162
1163         irq_data->chip_data = NULL;
1164         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1165         if (!hpdev) {
1166                 kfree(int_desc);
1167                 return;
1168         }
1169
1170         hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
1171         put_pcichild(hpdev);
1172 }
1173
1174 static int hv_set_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
1175                            bool force)
1176 {
1177         struct irq_data *parent = data->parent_data;
1178
1179         return parent->chip->irq_set_affinity(parent, dest, force);
1180 }
1181
1182 static void hv_irq_mask(struct irq_data *data)
1183 {
1184         pci_msi_mask_irq(data);
1185 }
1186
1187 static unsigned int hv_msi_get_int_vector(struct irq_data *data)
1188 {
1189         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
1190
1191         return cfg->vector;
1192 }
1193
1194 static int hv_msi_prepare(struct irq_domain *domain, struct device *dev,
1195                           int nvec, msi_alloc_info_t *info)
1196 {
1197         int ret = pci_msi_prepare(domain, dev, nvec, info);
1198
1199         /*
1200          * By using the interrupt remapper in the hypervisor IOMMU, contiguous
1201          * CPU vectors is not needed for multi-MSI
1202          */
1203         if (info->type == X86_IRQ_ALLOC_TYPE_PCI_MSI)
1204                 info->flags &= ~X86_IRQ_ALLOC_CONTIGUOUS_VECTORS;
1205
1206         return ret;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * hv_irq_unmask() - "Unmask" the IRQ by setting its current
1211  * affinity.
1212  * @data:       Describes the IRQ
1213  *
1214  * Build new a destination for the MSI and make a hypercall to
1215  * update the Interrupt Redirection Table. "Device Logical ID"
1216  * is built out of this PCI bus's instance GUID and the function
1217  * number of the device.
1218  */
1219 static void hv_irq_unmask(struct irq_data *data)
1220 {
1221         struct msi_desc *msi_desc = irq_data_get_msi_desc(data);
1222         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
1223         struct hv_retarget_device_interrupt *params;
1224         struct tran_int_desc *int_desc;
1225         struct hv_pcibus_device *hbus;
1226         struct cpumask *dest;
1227         cpumask_var_t tmp;
1228         struct pci_bus *pbus;
1229         struct pci_dev *pdev;
1230         unsigned long flags;
1231         u32 var_size = 0;
1232         int cpu, nr_bank;
1233         u64 res;
1234
1235         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
1236         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
1237         pbus = pdev->bus;
1238         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1239         int_desc = data->chip_data;
1240
1241         spin_lock_irqsave(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock, flags);
1242
1243         params = &hbus->retarget_msi_interrupt_params;
1244         memset(params, 0, sizeof(*params));
1245         params->partition_id = HV_PARTITION_ID_SELF;
1246         params->int_entry.source = 1; /* MSI(-X) */
1247         params->int_entry.msi_entry.address = int_desc->address & 0xffffffff;
1248         params->int_entry.msi_entry.data = int_desc->data;
1249         params->device_id = (hbus->hdev->dev_instance.b[5] << 24) |
1250                            (hbus->hdev->dev_instance.b[4] << 16) |
1251                            (hbus->hdev->dev_instance.b[7] << 8) |
1252                            (hbus->hdev->dev_instance.b[6] & 0xf8) |
1253                            PCI_FUNC(pdev->devfn);
1254         params->int_target.vector = cfg->vector;
1255
1256         /*
1257          * Honoring apic->irq_delivery_mode set to dest_Fixed by
1258          * setting the HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_MULTICAST flag results in a
1259          * spurious interrupt storm. Not doing so does not seem to have a
1260          * negative effect (yet?).
1261          */
1262
1263         if (hbus->protocol_version >= PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
1264                 /*
1265                  * PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2 supports the VP_SET version of the
1266                  * HVCALL_RETARGET_INTERRUPT hypercall, which also coincides
1267                  * with >64 VP support.
1268                  * ms_hyperv.hints & HV_X64_EX_PROCESSOR_MASKS_RECOMMENDED
1269                  * is not sufficient for this hypercall.
1270                  */
1271                 params->int_target.flags |=
1272                         HV_DEVICE_INTERRUPT_TARGET_PROCESSOR_SET;
1273
1274                 if (!alloc_cpumask_var(&tmp, GFP_ATOMIC)) {
1275                         res = 1;
1276                         goto exit_unlock;
1277                 }
1278
1279                 cpumask_and(tmp, dest, cpu_online_mask);
1280                 nr_bank = cpumask_to_vpset(&params->int_target.vp_set, tmp);
1281                 free_cpumask_var(tmp);
1282
1283                 if (nr_bank <= 0) {
1284                         res = 1;
1285                         goto exit_unlock;
1286                 }
1287
1288                 /*
1289                  * var-sized hypercall, var-size starts after vp_mask (thus
1290                  * vp_set.format does not count, but vp_set.valid_bank_mask
1291                  * does).
1292                  */
1293                 var_size = 1 + nr_bank;
1294         } else {
1295                 for_each_cpu_and(cpu, dest, cpu_online_mask) {
1296                         params->int_target.vp_mask |=
1297                                 (1ULL << hv_cpu_number_to_vp_number(cpu));
1298                 }
1299         }
1300
1301         res = hv_do_hypercall(HVCALL_RETARGET_INTERRUPT | (var_size << 17),
1302                               params, NULL);
1303
1304 exit_unlock:
1305         spin_unlock_irqrestore(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock, flags);
1306
1307         /*
1308          * During hibernation, when a CPU is offlined, the kernel tries
1309          * to move the interrupt to the remaining CPUs that haven't
1310          * been offlined yet. In this case, the below hv_do_hypercall()
1311          * always fails since the vmbus channel has been closed:
1312          * refer to cpu_disable_common() -> fixup_irqs() ->
1313          * irq_migrate_all_off_this_cpu() -> migrate_one_irq().
1314          *
1315          * Suppress the error message for hibernation because the failure
1316          * during hibernation does not matter (at this time all the devices
1317          * have been frozen). Note: the correct affinity info is still updated
1318          * into the irqdata data structure in migrate_one_irq() ->
1319          * irq_do_set_affinity() -> hv_set_affinity(), so later when the VM
1320          * resumes, hv_pci_restore_msi_state() is able to correctly restore
1321          * the interrupt with the correct affinity.
1322          */
1323         if (res && hbus->state != hv_pcibus_removing)
1324                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1325                         "%s() failed: %#llx", __func__, res);
1326
1327         pci_msi_unmask_irq(data);
1328 }
1329
1330 struct compose_comp_ctxt {
1331         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1332         struct tran_int_desc int_desc;
1333 };
1334
1335 static void hv_pci_compose_compl(void *context, struct pci_response *resp,
1336                                  int resp_packet_size)
1337 {
1338         struct compose_comp_ctxt *comp_pkt = context;
1339         struct pci_create_int_response *int_resp =
1340                 (struct pci_create_int_response *)resp;
1341
1342         comp_pkt->comp_pkt.completion_status = resp->status;
1343         comp_pkt->int_desc = int_resp->int_desc;
1344         complete(&comp_pkt->comp_pkt.host_event);
1345 }
1346
1347 static u32 hv_compose_msi_req_v1(
1348         struct pci_create_interrupt *int_pkt, struct cpumask *affinity,
1349         u32 slot, u8 vector, u8 vector_count)
1350 {
1351         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE;
1352         int_pkt->wslot.slot = slot;
1353         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1354         int_pkt->int_desc.vector_count = vector_count;
1355         int_pkt->int_desc.delivery_mode = dest_Fixed;
1356
1357         /*
1358          * Create MSI w/ dummy vCPU set, overwritten by subsequent retarget in
1359          * hv_irq_unmask().
1360          */
1361         int_pkt->int_desc.cpu_mask = CPU_AFFINITY_ALL;
1362
1363         return sizeof(*int_pkt);
1364 }
1365
1366 static u32 hv_compose_msi_req_v2(
1367         struct pci_create_interrupt2 *int_pkt, struct cpumask *affinity,
1368         u32 slot, u8 vector, u8 vector_count)
1369 {
1370         int cpu;
1371
1372         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE2;
1373         int_pkt->wslot.slot = slot;
1374         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1375         int_pkt->int_desc.vector_count = vector_count;
1376         int_pkt->int_desc.delivery_mode = dest_Fixed;
1377
1378         /*
1379          * Create MSI w/ dummy vCPU set targeting just one vCPU, overwritten
1380          * by subsequent retarget in hv_irq_unmask().
1381          */
1382         cpu = cpumask_first_and(affinity, cpu_online_mask);
1383         int_pkt->int_desc.processor_array[0] =
1384                 hv_cpu_number_to_vp_number(cpu);
1385         int_pkt->int_desc.processor_count = 1;
1386
1387         return sizeof(*int_pkt);
1388 }
1389
1390 /**
1391  * hv_compose_msi_msg() - Supplies a valid MSI address/data
1392  * @data:       Everything about this MSI
1393  * @msg:        Buffer that is filled in by this function
1394  *
1395  * This function unpacks the IRQ looking for target CPU set, IDT
1396  * vector and mode and sends a message to the parent partition
1397  * asking for a mapping for that tuple in this partition.  The
1398  * response supplies a data value and address to which that data
1399  * should be written to trigger that interrupt.
1400  */
1401 static void hv_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
1402 {
1403         struct hv_pcibus_device *hbus;
1404         struct vmbus_channel *channel;
1405         struct hv_pci_dev *hpdev;
1406         struct pci_bus *pbus;
1407         struct pci_dev *pdev;
1408         struct cpumask *dest;
1409         struct compose_comp_ctxt comp;
1410         struct tran_int_desc *int_desc;
1411         struct msi_desc *msi_desc;
1412         u8 vector, vector_count;
1413         struct {
1414                 struct pci_packet pci_pkt;
1415                 union {
1416                         struct pci_create_interrupt v1;
1417                         struct pci_create_interrupt2 v2;
1418                 } int_pkts;
1419         } __packed ctxt;
1420
1421         u32 size;
1422         int ret;
1423
1424         /* Reuse the previous allocation */
1425         if (data->chip_data) {
1426                 int_desc = data->chip_data;
1427                 msg->address_hi = int_desc->address >> 32;
1428                 msg->address_lo = int_desc->address & 0xffffffff;
1429                 msg->data = int_desc->data;
1430                 return;
1431         }
1432
1433         msi_desc  = irq_data_get_msi_desc(data);
1434         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
1435         dest = irq_data_get_effective_affinity_mask(data);
1436         pbus = pdev->bus;
1437         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
1438         channel = hbus->hdev->channel;
1439         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
1440         if (!hpdev)
1441                 goto return_null_message;
1442
1443         int_desc = kzalloc(sizeof(*int_desc), GFP_ATOMIC);
1444         if (!int_desc)
1445                 goto drop_reference;
1446
1447         if (!msi_desc->msi_attrib.is_msix && msi_desc->nvec_used > 1) {
1448                 /*
1449                  * If this is not the first MSI of Multi MSI, we already have
1450                  * a mapping.  Can exit early.
1451                  */
1452                 if (msi_desc->irq != data->irq) {
1453                         data->chip_data = int_desc;
1454                         int_desc->address = msi_desc->msg.address_lo |
1455                                             (u64)msi_desc->msg.address_hi << 32;
1456                         int_desc->data = msi_desc->msg.data +
1457                                          (data->irq - msi_desc->irq);
1458                         msg->address_hi = msi_desc->msg.address_hi;
1459                         msg->address_lo = msi_desc->msg.address_lo;
1460                         msg->data = int_desc->data;
1461                         put_pcichild(hpdev);
1462                         return;
1463                 }
1464                 /*
1465                  * The vector we select here is a dummy value.  The correct
1466                  * value gets sent to the hypervisor in unmask().  This needs
1467                  * to be aligned with the count, and also not zero.  Multi-msi
1468                  * is powers of 2 up to 32, so 32 will always work here.
1469                  */
1470                 vector = 32;
1471                 vector_count = msi_desc->nvec_used;
1472         } else {
1473                 vector = hv_msi_get_int_vector(data);
1474                 vector_count = 1;
1475         }
1476
1477         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1478         init_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1479         ctxt.pci_pkt.completion_func = hv_pci_compose_compl;
1480         ctxt.pci_pkt.compl_ctxt = &comp;
1481
1482         switch (hbus->protocol_version) {
1483         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1:
1484                 size = hv_compose_msi_req_v1(&ctxt.int_pkts.v1,
1485                                         dest,
1486                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1487                                         vector,
1488                                         vector_count);
1489                 break;
1490
1491         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2:
1492         case PCI_PROTOCOL_VERSION_1_3:
1493                 size = hv_compose_msi_req_v2(&ctxt.int_pkts.v2,
1494                                         dest,
1495                                         hpdev->desc.win_slot.slot,
1496                                         vector,
1497                                         vector_count);
1498                 break;
1499
1500         default:
1501                 /* As we only negotiate protocol versions known to this driver,
1502                  * this path should never hit. However, this is it not a hot
1503                  * path so we print a message to aid future updates.
1504                  */
1505                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1506                         "Unexpected vPCI protocol, update driver.");
1507                 goto free_int_desc;
1508         }
1509
1510         ret = vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, &ctxt.int_pkts,
1511                                size, (unsigned long)&ctxt.pci_pkt,
1512                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1513                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1514         if (ret) {
1515                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1516                         "Sending request for interrupt failed: 0x%x",
1517                         comp.comp_pkt.completion_status);
1518                 goto free_int_desc;
1519         }
1520
1521         /*
1522          * Prevents hv_pci_onchannelcallback() from running concurrently
1523          * in the tasklet.
1524          */
1525         tasklet_disable(&channel->callback_event);
1526
1527         /*
1528          * Since this function is called with IRQ locks held, can't
1529          * do normal wait for completion; instead poll.
1530          */
1531         while (!try_wait_for_completion(&comp.comp_pkt.host_event)) {
1532                 unsigned long flags;
1533
1534                 /* 0xFFFF means an invalid PCI VENDOR ID. */
1535                 if (hv_pcifront_get_vendor_id(hpdev) == 0xFFFF) {
1536                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
1537                                      "the device has gone\n");
1538                         goto enable_tasklet;
1539                 }
1540
1541                 /*
1542                  * Make sure that the ring buffer data structure doesn't get
1543                  * freed while we dereference the ring buffer pointer.  Test
1544                  * for the channel's onchannel_callback being NULL within a
1545                  * sched_lock critical section.  See also the inline comments
1546                  * in vmbus_reset_channel_cb().
1547                  */
1548                 spin_lock_irqsave(&channel->sched_lock, flags);
1549                 if (unlikely(channel->onchannel_callback == NULL)) {
1550                         spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
1551                         goto enable_tasklet;
1552                 }
1553                 hv_pci_onchannelcallback(hbus);
1554                 spin_unlock_irqrestore(&channel->sched_lock, flags);
1555
1556                 if (hpdev->state == hv_pcichild_ejecting) {
1557                         dev_err_once(&hbus->hdev->device,
1558                                      "the device is being ejected\n");
1559                         goto enable_tasklet;
1560                 }
1561
1562                 udelay(100);
1563         }
1564
1565         tasklet_enable(&channel->callback_event);
1566
1567         if (comp.comp_pkt.completion_status < 0) {
1568                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1569                         "Request for interrupt failed: 0x%x",
1570                         comp.comp_pkt.completion_status);
1571                 goto free_int_desc;
1572         }
1573
1574         /*
1575          * Record the assignment so that this can be unwound later. Using
1576          * irq_set_chip_data() here would be appropriate, but the lock it takes
1577          * is already held.
1578          */
1579         *int_desc = comp.int_desc;
1580         data->chip_data = int_desc;
1581
1582         /* Pass up the result. */
1583         msg->address_hi = comp.int_desc.address >> 32;
1584         msg->address_lo = comp.int_desc.address & 0xffffffff;
1585         msg->data = comp.int_desc.data;
1586
1587         put_pcichild(hpdev);
1588         return;
1589
1590 enable_tasklet:
1591         tasklet_enable(&channel->callback_event);
1592 free_int_desc:
1593         kfree(int_desc);
1594 drop_reference:
1595         put_pcichild(hpdev);
1596 return_null_message:
1597         msg->address_hi = 0;
1598         msg->address_lo = 0;
1599         msg->data = 0;
1600 }
1601
1602 /* HW Interrupt Chip Descriptor */
1603 static struct irq_chip hv_msi_irq_chip = {
1604         .name                   = "Hyper-V PCIe MSI",
1605         .irq_compose_msi_msg    = hv_compose_msi_msg,
1606         .irq_set_affinity       = hv_set_affinity,
1607         .irq_ack                = irq_chip_ack_parent,
1608         .irq_mask               = hv_irq_mask,
1609         .irq_unmask             = hv_irq_unmask,
1610 };
1611
1612 static struct msi_domain_ops hv_msi_ops = {
1613         .msi_prepare    = hv_msi_prepare,
1614         .msi_free       = hv_msi_free,
1615 };
1616
1617 /**
1618  * hv_pcie_init_irq_domain() - Initialize IRQ domain
1619  * @hbus:       The root PCI bus
1620  *
1621  * This function creates an IRQ domain which will be used for
1622  * interrupts from devices that have been passed through.  These
1623  * devices only support MSI and MSI-X, not line-based interrupts
1624  * or simulations of line-based interrupts through PCIe's
1625  * fabric-layer messages.  Because interrupts are remapped, we
1626  * can support multi-message MSI here.
1627  *
1628  * Return: '0' on success and error value on failure
1629  */
1630 static int hv_pcie_init_irq_domain(struct hv_pcibus_device *hbus)
1631 {
1632         hbus->msi_info.chip = &hv_msi_irq_chip;
1633         hbus->msi_info.ops = &hv_msi_ops;
1634         hbus->msi_info.flags = (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS |
1635                 MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS | MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI |
1636                 MSI_FLAG_PCI_MSIX);
1637         hbus->msi_info.handler = handle_edge_irq;
1638         hbus->msi_info.handler_name = "edge";
1639         hbus->msi_info.data = hbus;
1640         hbus->irq_domain = pci_msi_create_irq_domain(hbus->sysdata.fwnode,
1641                                                      &hbus->msi_info,
1642                                                      x86_vector_domain);
1643         if (!hbus->irq_domain) {
1644                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1645                         "Failed to build an MSI IRQ domain\n");
1646                 return -ENODEV;
1647         }
1648
1649         return 0;
1650 }
1651
1652 /**
1653  * get_bar_size() - Get the address space consumed by a BAR
1654  * @bar_val:    Value that a BAR returned after -1 was written
1655  *              to it.
1656  *
1657  * This function returns the size of the BAR, rounded up to 1
1658  * page.  It has to be rounded up because the hypervisor's page
1659  * table entry that maps the BAR into the VM can't specify an
1660  * offset within a page.  The invariant is that the hypervisor
1661  * must place any BARs of smaller than page length at the
1662  * beginning of a page.
1663  *
1664  * Return:      Size in bytes of the consumed MMIO space.
1665  */
1666 static u64 get_bar_size(u64 bar_val)
1667 {
1668         return round_up((1 + ~(bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK)),
1669                         PAGE_SIZE);
1670 }
1671
1672 /**
1673  * survey_child_resources() - Total all MMIO requirements
1674  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1675  */
1676 static void survey_child_resources(struct hv_pcibus_device *hbus)
1677 {
1678         struct hv_pci_dev *hpdev;
1679         resource_size_t bar_size = 0;
1680         unsigned long flags;
1681         struct completion *event;
1682         u64 bar_val;
1683         int i;
1684
1685         /* If nobody is waiting on the answer, don't compute it. */
1686         event = xchg(&hbus->survey_event, NULL);
1687         if (!event)
1688                 return;
1689
1690         /* If the answer has already been computed, go with it. */
1691         if (hbus->low_mmio_space || hbus->high_mmio_space) {
1692                 complete(event);
1693                 return;
1694         }
1695
1696         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1697
1698         /*
1699          * Due to an interesting quirk of the PCI spec, all memory regions
1700          * for a child device are a power of 2 in size and aligned in memory,
1701          * so it's sufficient to just add them up without tracking alignment.
1702          */
1703         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1704                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1705                         if (hpdev->probed_bar[i] & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
1706                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1707                                         "There's an I/O BAR in this list!\n");
1708
1709                         if (hpdev->probed_bar[i] != 0) {
1710                                 /*
1711                                  * A probed BAR has all the upper bits set that
1712                                  * can be changed.
1713                                  */
1714
1715                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1716                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1717                                         bar_val |=
1718                                         ((u64)hpdev->probed_bar[++i] << 32);
1719                                 else
1720                                         bar_val |= 0xffffffff00000000ULL;
1721
1722                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1723
1724                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1725                                         hbus->high_mmio_space += bar_size;
1726                                 else
1727                                         hbus->low_mmio_space += bar_size;
1728                         }
1729                 }
1730         }
1731
1732         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1733         complete(event);
1734 }
1735
1736 /**
1737  * prepopulate_bars() - Fill in BARs with defaults
1738  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1739  *
1740  * The core PCI driver code seems much, much happier if the BARs
1741  * for a device have values upon first scan. So fill them in.
1742  * The algorithm below works down from large sizes to small,
1743  * attempting to pack the assignments optimally. The assumption,
1744  * enforced in other parts of the code, is that the beginning of
1745  * the memory-mapped I/O space will be aligned on the largest
1746  * BAR size.
1747  */
1748 static void prepopulate_bars(struct hv_pcibus_device *hbus)
1749 {
1750         resource_size_t high_size = 0;
1751         resource_size_t low_size = 0;
1752         resource_size_t high_base = 0;
1753         resource_size_t low_base = 0;
1754         resource_size_t bar_size;
1755         struct hv_pci_dev *hpdev;
1756         unsigned long flags;
1757         u64 bar_val;
1758         u32 command;
1759         bool high;
1760         int i;
1761
1762         if (hbus->low_mmio_space) {
1763                 low_size = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
1764                 low_base = hbus->low_mmio_res->start;
1765         }
1766
1767         if (hbus->high_mmio_space) {
1768                 high_size = 1ULL <<
1769                         (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
1770                 high_base = hbus->high_mmio_res->start;
1771         }
1772
1773         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1774
1775         /*
1776          * Clear the memory enable bit, in case it's already set. This occurs
1777          * in the suspend path of hibernation, where the device is suspended,
1778          * resumed and suspended again: see hibernation_snapshot() and
1779          * hibernation_platform_enter().
1780          *
1781          * If the memory enable bit is already set, Hyper-V sliently ignores
1782          * the below BAR updates, and the related PCI device driver can not
1783          * work, because reading from the device register(s) always returns
1784          * 0xFFFFFFFF.
1785          */
1786         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1787                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, &command);
1788                 command &= ~PCI_COMMAND_MEMORY;
1789                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2, command);
1790         }
1791
1792         /* Pick addresses for the BARs. */
1793         do {
1794                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1795                         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1796                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1797                                 if (bar_val == 0)
1798                                         continue;
1799                                 high = bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64;
1800                                 if (high) {
1801                                         bar_val |=
1802                                                 ((u64)hpdev->probed_bar[i + 1]
1803                                                  << 32);
1804                                 } else {
1805                                         bar_val |= 0xffffffffULL << 32;
1806                                 }
1807                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1808                                 if (high) {
1809                                         if (high_size != bar_size) {
1810                                                 i++;
1811                                                 continue;
1812                                         }
1813                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1814                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1815                                                 4,
1816                                                 (u32)(high_base & 0xffffff00));
1817                                         i++;
1818                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1819                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1820                                                 4, (u32)(high_base >> 32));
1821                                         high_base += bar_size;
1822                                 } else {
1823                                         if (low_size != bar_size)
1824                                                 continue;
1825                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1826                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1827                                                 4,
1828                                                 (u32)(low_base & 0xffffff00));
1829                                         low_base += bar_size;
1830                                 }
1831                         }
1832                         if (high_size <= 1 && low_size <= 1) {
1833                                 /* Set the memory enable bit. */
1834                                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1835                                                          &command);
1836                                 command |= PCI_COMMAND_MEMORY;
1837                                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1838                                                           command);
1839                                 break;
1840                         }
1841                 }
1842
1843                 high_size >>= 1;
1844                 low_size >>= 1;
1845         }  while (high_size || low_size);
1846
1847         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1848 }
1849
1850 /*
1851  * Assign entries in sysfs pci slot directory.
1852  *
1853  * Note that this function does not need to lock the children list
1854  * because it is called from pci_devices_present_work which
1855  * is serialized with hv_eject_device_work because they are on the
1856  * same ordered workqueue. Therefore hbus->children list will not change
1857  * even when pci_create_slot sleeps.
1858  */
1859 static void hv_pci_assign_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
1860 {
1861         struct hv_pci_dev *hpdev;
1862         char name[SLOT_NAME_SIZE];
1863         int slot_nr;
1864
1865         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1866                 if (hpdev->pci_slot)
1867                         continue;
1868
1869                 slot_nr = PCI_SLOT(wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot));
1870                 snprintf(name, SLOT_NAME_SIZE, "%u", hpdev->desc.ser);
1871                 hpdev->pci_slot = pci_create_slot(hbus->pci_bus, slot_nr,
1872                                           name, NULL);
1873                 if (IS_ERR(hpdev->pci_slot)) {
1874                         pr_warn("pci_create slot %s failed\n", name);
1875                         hpdev->pci_slot = NULL;
1876                 }
1877         }
1878 }
1879
1880 /*
1881  * Remove entries in sysfs pci slot directory.
1882  */
1883 static void hv_pci_remove_slots(struct hv_pcibus_device *hbus)
1884 {
1885         struct hv_pci_dev *hpdev;
1886
1887         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
1888                 if (!hpdev->pci_slot)
1889                         continue;
1890                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
1891                 hpdev->pci_slot = NULL;
1892         }
1893 }
1894
1895 /*
1896  * Set NUMA node for the devices on the bus
1897  */
1898 static void hv_pci_assign_numa_node(struct hv_pcibus_device *hbus)
1899 {
1900         struct pci_dev *dev;
1901         struct pci_bus *bus = hbus->pci_bus;
1902         struct hv_pci_dev *hv_dev;
1903
1904         list_for_each_entry(dev, &bus->devices, bus_list) {
1905                 hv_dev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(dev->devfn));
1906                 if (!hv_dev)
1907                         continue;
1908
1909                 if (hv_dev->desc.flags & HV_PCI_DEVICE_FLAG_NUMA_AFFINITY &&
1910                     hv_dev->desc.virtual_numa_node < num_possible_nodes())
1911                         /*
1912                          * The kernel may boot with some NUMA nodes offline
1913                          * (e.g. in a KDUMP kernel) or with NUMA disabled via
1914                          * "numa=off". In those cases, adjust the host provided
1915                          * NUMA node to a valid NUMA node used by the kernel.
1916                          */
1917                         set_dev_node(&dev->dev,
1918                                      numa_map_to_online_node(
1919                                              hv_dev->desc.virtual_numa_node));
1920
1921                 put_pcichild(hv_dev);
1922         }
1923 }
1924
1925 /**
1926  * create_root_hv_pci_bus() - Expose a new root PCI bus
1927  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1928  *
1929  * Return: 0 on success, -errno on failure
1930  */
1931 static int create_root_hv_pci_bus(struct hv_pcibus_device *hbus)
1932 {
1933         /* Register the device */
1934         hbus->pci_bus = pci_create_root_bus(&hbus->hdev->device,
1935                                             0, /* bus number is always zero */
1936                                             &hv_pcifront_ops,
1937                                             &hbus->sysdata,
1938                                             &hbus->resources_for_children);
1939         if (!hbus->pci_bus)
1940                 return -ENODEV;
1941
1942         hbus->pci_bus->msi = &hbus->msi_chip;
1943         hbus->pci_bus->msi->dev = &hbus->hdev->device;
1944
1945         pci_lock_rescan_remove();
1946         pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
1947         hv_pci_assign_numa_node(hbus);
1948         pci_bus_assign_resources(hbus->pci_bus);
1949         hv_pci_assign_slots(hbus);
1950         pci_bus_add_devices(hbus->pci_bus);
1951         pci_unlock_rescan_remove();
1952         hbus->state = hv_pcibus_installed;
1953         return 0;
1954 }
1955
1956 struct q_res_req_compl {
1957         struct completion host_event;
1958         struct hv_pci_dev *hpdev;
1959 };
1960
1961 /**
1962  * q_resource_requirements() - Query Resource Requirements
1963  * @context:            The completion context.
1964  * @resp:               The response that came from the host.
1965  * @resp_packet_size:   The size in bytes of resp.
1966  *
1967  * This function is invoked on completion of a Query Resource
1968  * Requirements packet.
1969  */
1970 static void q_resource_requirements(void *context, struct pci_response *resp,
1971                                     int resp_packet_size)
1972 {
1973         struct q_res_req_compl *completion = context;
1974         struct pci_q_res_req_response *q_res_req =
1975                 (struct pci_q_res_req_response *)resp;
1976         int i;
1977
1978         if (resp->status < 0) {
1979                 dev_err(&completion->hpdev->hbus->hdev->device,
1980                         "query resource requirements failed: %x\n",
1981                         resp->status);
1982         } else {
1983                 for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
1984                         completion->hpdev->probed_bar[i] =
1985                                 q_res_req->probed_bar[i];
1986                 }
1987         }
1988
1989         complete(&completion->host_event);
1990 }
1991
1992 /**
1993  * new_pcichild_device() - Create a new child device
1994  * @hbus:       The internal struct tracking this root PCI bus.
1995  * @desc:       The information supplied so far from the host
1996  *              about the device.
1997  *
1998  * This function creates the tracking structure for a new child
1999  * device and kicks off the process of figuring out what it is.
2000  *
2001  * Return: Pointer to the new tracking struct
2002  */
2003 static struct hv_pci_dev *new_pcichild_device(struct hv_pcibus_device *hbus,
2004                 struct hv_pcidev_description *desc)
2005 {
2006         struct hv_pci_dev *hpdev;
2007         struct pci_child_message *res_req;
2008         struct q_res_req_compl comp_pkt;
2009         struct {
2010                 struct pci_packet init_packet;
2011                 u8 buffer[sizeof(struct pci_child_message)];
2012         } pkt;
2013         unsigned long flags;
2014         int ret;
2015
2016         hpdev = kzalloc(sizeof(*hpdev), GFP_KERNEL);
2017         if (!hpdev)
2018                 return NULL;
2019
2020         hpdev->hbus = hbus;
2021
2022         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
2023         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2024         comp_pkt.hpdev = hpdev;
2025         pkt.init_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
2026         pkt.init_packet.completion_func = q_resource_requirements;
2027         res_req = (struct pci_child_message *)&pkt.init_packet.message;
2028         res_req->message_type.type = PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS;
2029         res_req->wslot.slot = desc->win_slot.slot;
2030
2031         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, res_req,
2032                                sizeof(struct pci_child_message),
2033                                (unsigned long)&pkt.init_packet,
2034                                VM_PKT_DATA_INBAND,
2035                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2036         if (ret)
2037                 goto error;
2038
2039         if (wait_for_response(hbus->hdev, &comp_pkt.host_event))
2040                 goto error;
2041
2042         hpdev->desc = *desc;
2043         refcount_set(&hpdev->refs, 1);
2044         get_pcichild(hpdev);
2045         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2046
2047         list_add_tail(&hpdev->list_entry, &hbus->children);
2048         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2049         return hpdev;
2050
2051 error:
2052         kfree(hpdev);
2053         return NULL;
2054 }
2055
2056 /**
2057  * get_pcichild_wslot() - Find device from slot
2058  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2059  * @wslot:      Location on the bus
2060  *
2061  * This function looks up a PCI device and returns the internal
2062  * representation of it.  It acquires a reference on it, so that
2063  * the device won't be deleted while somebody is using it.  The
2064  * caller is responsible for calling put_pcichild() to release
2065  * this reference.
2066  *
2067  * Return:      Internal representation of a PCI device
2068  */
2069 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
2070                                              u32 wslot)
2071 {
2072         unsigned long flags;
2073         struct hv_pci_dev *iter, *hpdev = NULL;
2074
2075         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2076         list_for_each_entry(iter, &hbus->children, list_entry) {
2077                 if (iter->desc.win_slot.slot == wslot) {
2078                         hpdev = iter;
2079                         get_pcichild(hpdev);
2080                         break;
2081                 }
2082         }
2083         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2084
2085         return hpdev;
2086 }
2087
2088 /**
2089  * pci_devices_present_work() - Handle new list of child devices
2090  * @work:       Work struct embedded in struct hv_dr_work
2091  *
2092  * "Bus Relations" is the Windows term for "children of this
2093  * bus."  The terminology is preserved here for people trying to
2094  * debug the interaction between Hyper-V and Linux.  This
2095  * function is called when the parent partition reports a list
2096  * of functions that should be observed under this PCI Express
2097  * port (bus).
2098  *
2099  * This function updates the list, and must tolerate being
2100  * called multiple times with the same information.  The typical
2101  * number of child devices is one, with very atypical cases
2102  * involving three or four, so the algorithms used here can be
2103  * simple and inefficient.
2104  *
2105  * It must also treat the omission of a previously observed device as
2106  * notification that the device no longer exists.
2107  *
2108  * Note that this function is serialized with hv_eject_device_work(),
2109  * because both are pushed to the ordered workqueue hbus->wq.
2110  */
2111 static void pci_devices_present_work(struct work_struct *work)
2112 {
2113         u32 child_no;
2114         bool found;
2115         struct hv_pcidev_description *new_desc;
2116         struct hv_pci_dev *hpdev;
2117         struct hv_pcibus_device *hbus;
2118         struct list_head removed;
2119         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2120         struct hv_dr_state *dr = NULL;
2121         unsigned long flags;
2122
2123         dr_wrk = container_of(work, struct hv_dr_work, wrk);
2124         hbus = dr_wrk->bus;
2125         kfree(dr_wrk);
2126
2127         INIT_LIST_HEAD(&removed);
2128
2129         /* Pull this off the queue and process it if it was the last one. */
2130         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2131         while (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2132                 dr = list_first_entry(&hbus->dr_list, struct hv_dr_state,
2133                                       list_entry);
2134                 list_del(&dr->list_entry);
2135
2136                 /* Throw this away if the list still has stuff in it. */
2137                 if (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
2138                         kfree(dr);
2139                         continue;
2140                 }
2141         }
2142         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2143
2144         if (!dr) {
2145                 put_hvpcibus(hbus);
2146                 return;
2147         }
2148
2149         /* First, mark all existing children as reported missing. */
2150         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2151         list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2152                 hpdev->reported_missing = true;
2153         }
2154         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2155
2156         /* Next, add back any reported devices. */
2157         for (child_no = 0; child_no < dr->device_count; child_no++) {
2158                 found = false;
2159                 new_desc = &dr->func[child_no];
2160
2161                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2162                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2163                         if ((hpdev->desc.win_slot.slot == new_desc->win_slot.slot) &&
2164                             (hpdev->desc.v_id == new_desc->v_id) &&
2165                             (hpdev->desc.d_id == new_desc->d_id) &&
2166                             (hpdev->desc.ser == new_desc->ser)) {
2167                                 hpdev->reported_missing = false;
2168                                 found = true;
2169                         }
2170                 }
2171                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2172
2173                 if (!found) {
2174                         hpdev = new_pcichild_device(hbus, new_desc);
2175                         if (!hpdev)
2176                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
2177                                         "couldn't record a child device.\n");
2178                 }
2179         }
2180
2181         /* Move missing children to a list on the stack. */
2182         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2183         do {
2184                 found = false;
2185                 list_for_each_entry(hpdev, &hbus->children, list_entry) {
2186                         if (hpdev->reported_missing) {
2187                                 found = true;
2188                                 put_pcichild(hpdev);
2189                                 list_move_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
2190                                 break;
2191                         }
2192                 }
2193         } while (found);
2194         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2195
2196         /* Delete everything that should no longer exist. */
2197         while (!list_empty(&removed)) {
2198                 hpdev = list_first_entry(&removed, struct hv_pci_dev,
2199                                          list_entry);
2200                 list_del(&hpdev->list_entry);
2201
2202                 if (hpdev->pci_slot)
2203                         pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2204
2205                 put_pcichild(hpdev);
2206         }
2207
2208         switch (hbus->state) {
2209         case hv_pcibus_installed:
2210                 /*
2211                  * Tell the core to rescan bus
2212                  * because there may have been changes.
2213                  */
2214                 pci_lock_rescan_remove();
2215                 pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
2216                 hv_pci_assign_numa_node(hbus);
2217                 hv_pci_assign_slots(hbus);
2218                 pci_unlock_rescan_remove();
2219                 break;
2220
2221         case hv_pcibus_init:
2222         case hv_pcibus_probed:
2223                 survey_child_resources(hbus);
2224                 break;
2225
2226         default:
2227                 break;
2228         }
2229
2230         put_hvpcibus(hbus);
2231         kfree(dr);
2232 }
2233
2234 /**
2235  * hv_pci_start_relations_work() - Queue work to start device discovery
2236  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2237  * @dr:         The list of children returned from host
2238  *
2239  * Return:  0 on success, -errno on failure
2240  */
2241 static int hv_pci_start_relations_work(struct hv_pcibus_device *hbus,
2242                                        struct hv_dr_state *dr)
2243 {
2244         struct hv_dr_work *dr_wrk;
2245         unsigned long flags;
2246         bool pending_dr;
2247
2248         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2249                 dev_info(&hbus->hdev->device,
2250                          "PCI VMBus BUS_RELATIONS: ignored\n");
2251                 return -ENOENT;
2252         }
2253
2254         dr_wrk = kzalloc(sizeof(*dr_wrk), GFP_NOWAIT);
2255         if (!dr_wrk)
2256                 return -ENOMEM;
2257
2258         INIT_WORK(&dr_wrk->wrk, pci_devices_present_work);
2259         dr_wrk->bus = hbus;
2260
2261         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2262         /*
2263          * If pending_dr is true, we have already queued a work,
2264          * which will see the new dr. Otherwise, we need to
2265          * queue a new work.
2266          */
2267         pending_dr = !list_empty(&hbus->dr_list);
2268         list_add_tail(&dr->list_entry, &hbus->dr_list);
2269         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2270
2271         if (pending_dr) {
2272                 kfree(dr_wrk);
2273         } else {
2274                 get_hvpcibus(hbus);
2275                 queue_work(hbus->wq, &dr_wrk->wrk);
2276         }
2277
2278         return 0;
2279 }
2280
2281 /**
2282  * hv_pci_devices_present() - Handle list of new children
2283  * @hbus:      Root PCI bus, as understood by this driver
2284  * @relations: Packet from host listing children
2285  *
2286  * Process a new list of devices on the bus. The list of devices is
2287  * discovered by VSP and sent to us via VSP message PCI_BUS_RELATIONS,
2288  * whenever a new list of devices for this bus appears.
2289  */
2290 static void hv_pci_devices_present(struct hv_pcibus_device *hbus,
2291                                    struct pci_bus_relations *relations)
2292 {
2293         struct hv_dr_state *dr;
2294         int i;
2295
2296         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2297                      GFP_NOWAIT);
2298         if (!dr)
2299                 return;
2300
2301         dr->device_count = relations->device_count;
2302         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2303                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2304                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2305                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2306                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2307                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2308                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2309                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2310                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2311                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2312         }
2313
2314         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2315                 kfree(dr);
2316 }
2317
2318 /**
2319  * hv_pci_devices_present2() - Handle list of new children
2320  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2321  * @relations:  Packet from host listing children
2322  *
2323  * This function is the v2 version of hv_pci_devices_present()
2324  */
2325 static void hv_pci_devices_present2(struct hv_pcibus_device *hbus,
2326                                     struct pci_bus_relations2 *relations)
2327 {
2328         struct hv_dr_state *dr;
2329         int i;
2330
2331         dr = kzalloc(struct_size(dr, func, relations->device_count),
2332                      GFP_NOWAIT);
2333         if (!dr)
2334                 return;
2335
2336         dr->device_count = relations->device_count;
2337         for (i = 0; i < dr->device_count; i++) {
2338                 dr->func[i].v_id = relations->func[i].v_id;
2339                 dr->func[i].d_id = relations->func[i].d_id;
2340                 dr->func[i].rev = relations->func[i].rev;
2341                 dr->func[i].prog_intf = relations->func[i].prog_intf;
2342                 dr->func[i].subclass = relations->func[i].subclass;
2343                 dr->func[i].base_class = relations->func[i].base_class;
2344                 dr->func[i].subsystem_id = relations->func[i].subsystem_id;
2345                 dr->func[i].win_slot = relations->func[i].win_slot;
2346                 dr->func[i].ser = relations->func[i].ser;
2347                 dr->func[i].flags = relations->func[i].flags;
2348                 dr->func[i].virtual_numa_node =
2349                         relations->func[i].virtual_numa_node;
2350         }
2351
2352         if (hv_pci_start_relations_work(hbus, dr))
2353                 kfree(dr);
2354 }
2355
2356 /**
2357  * hv_eject_device_work() - Asynchronously handles ejection
2358  * @work:       Work struct embedded in internal device struct
2359  *
2360  * This function handles ejecting a device.  Windows will
2361  * attempt to gracefully eject a device, waiting 60 seconds to
2362  * hear back from the guest OS that this completed successfully.
2363  * If this timer expires, the device will be forcibly removed.
2364  */
2365 static void hv_eject_device_work(struct work_struct *work)
2366 {
2367         struct pci_eject_response *ejct_pkt;
2368         struct hv_pcibus_device *hbus;
2369         struct hv_pci_dev *hpdev;
2370         struct pci_dev *pdev;
2371         unsigned long flags;
2372         int wslot;
2373         struct {
2374                 struct pci_packet pkt;
2375                 u8 buffer[sizeof(struct pci_eject_response)];
2376         } ctxt;
2377
2378         hpdev = container_of(work, struct hv_pci_dev, wrk);
2379         hbus = hpdev->hbus;
2380
2381         WARN_ON(hpdev->state != hv_pcichild_ejecting);
2382
2383         /*
2384          * Ejection can come before or after the PCI bus has been set up, so
2385          * attempt to find it and tear down the bus state, if it exists.  This
2386          * must be done without constructs like pci_domain_nr(hbus->pci_bus)
2387          * because hbus->pci_bus may not exist yet.
2388          */
2389         wslot = wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot);
2390         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(hbus->sysdata.domain, 0, wslot);
2391         if (pdev) {
2392                 pci_lock_rescan_remove();
2393                 pci_stop_and_remove_bus_device(pdev);
2394                 pci_dev_put(pdev);
2395                 pci_unlock_rescan_remove();
2396         }
2397
2398         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
2399         list_del(&hpdev->list_entry);
2400         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
2401
2402         if (hpdev->pci_slot)
2403                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
2404
2405         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
2406         ejct_pkt = (struct pci_eject_response *)&ctxt.pkt.message;
2407         ejct_pkt->message_type.type = PCI_EJECTION_COMPLETE;
2408         ejct_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2409         vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, ejct_pkt,
2410                          sizeof(*ejct_pkt), (unsigned long)&ctxt.pkt,
2411                          VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2412
2413         /* For the get_pcichild() in hv_pci_eject_device() */
2414         put_pcichild(hpdev);
2415         /* For the two refs got in new_pcichild_device() */
2416         put_pcichild(hpdev);
2417         put_pcichild(hpdev);
2418         /* hpdev has been freed. Do not use it any more. */
2419
2420         put_hvpcibus(hbus);
2421 }
2422
2423 /**
2424  * hv_pci_eject_device() - Handles device ejection
2425  * @hpdev:      Internal device tracking struct
2426  *
2427  * This function is invoked when an ejection packet arrives.  It
2428  * just schedules work so that we don't re-enter the packet
2429  * delivery code handling the ejection.
2430  */
2431 static void hv_pci_eject_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
2432 {
2433         struct hv_pcibus_device *hbus = hpdev->hbus;
2434         struct hv_device *hdev = hbus->hdev;
2435
2436         if (hbus->state == hv_pcibus_removing) {
2437                 dev_info(&hdev->device, "PCI VMBus EJECT: ignored\n");
2438                 return;
2439         }
2440
2441         hpdev->state = hv_pcichild_ejecting;
2442         get_pcichild(hpdev);
2443         INIT_WORK(&hpdev->wrk, hv_eject_device_work);
2444         get_hvpcibus(hbus);
2445         queue_work(hbus->wq, &hpdev->wrk);
2446 }
2447
2448 /**
2449  * hv_pci_onchannelcallback() - Handles incoming packets
2450  * @context:    Internal bus tracking struct
2451  *
2452  * This function is invoked whenever the host sends a packet to
2453  * this channel (which is private to this root PCI bus).
2454  */
2455 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context)
2456 {
2457         const int packet_size = 0x100;
2458         int ret;
2459         struct hv_pcibus_device *hbus = context;
2460         u32 bytes_recvd;
2461         u64 req_id;
2462         struct vmpacket_descriptor *desc;
2463         unsigned char *buffer;
2464         int bufferlen = packet_size;
2465         struct pci_packet *comp_packet;
2466         struct pci_response *response;
2467         struct pci_incoming_message *new_message;
2468         struct pci_bus_relations *bus_rel;
2469         struct pci_bus_relations2 *bus_rel2;
2470         struct pci_dev_inval_block *inval;
2471         struct pci_dev_incoming *dev_message;
2472         struct hv_pci_dev *hpdev;
2473
2474         buffer = kmalloc(bufferlen, GFP_ATOMIC);
2475         if (!buffer)
2476                 return;
2477
2478         while (1) {
2479                 ret = vmbus_recvpacket_raw(hbus->hdev->channel, buffer,
2480                                            bufferlen, &bytes_recvd, &req_id);
2481
2482                 if (ret == -ENOBUFS) {
2483                         kfree(buffer);
2484                         /* Handle large packet */
2485                         bufferlen = bytes_recvd;
2486                         buffer = kmalloc(bytes_recvd, GFP_ATOMIC);
2487                         if (!buffer)
2488                                 return;
2489                         continue;
2490                 }
2491
2492                 /* Zero length indicates there are no more packets. */
2493                 if (ret || !bytes_recvd)
2494                         break;
2495
2496                 /*
2497                  * All incoming packets must be at least as large as a
2498                  * response.
2499                  */
2500                 if (bytes_recvd <= sizeof(struct pci_response))
2501                         continue;
2502                 desc = (struct vmpacket_descriptor *)buffer;
2503
2504                 switch (desc->type) {
2505                 case VM_PKT_COMP:
2506
2507                         /*
2508                          * The host is trusted, and thus it's safe to interpret
2509                          * this transaction ID as a pointer.
2510                          */
2511                         comp_packet = (struct pci_packet *)req_id;
2512                         response = (struct pci_response *)buffer;
2513                         comp_packet->completion_func(comp_packet->compl_ctxt,
2514                                                      response,
2515                                                      bytes_recvd);
2516                         break;
2517
2518                 case VM_PKT_DATA_INBAND:
2519
2520                         new_message = (struct pci_incoming_message *)buffer;
2521                         switch (new_message->message_type.type) {
2522                         case PCI_BUS_RELATIONS:
2523
2524                                 bus_rel = (struct pci_bus_relations *)buffer;
2525                                 if (bytes_recvd <
2526                                         struct_size(bus_rel, func,
2527                                                     bus_rel->device_count)) {
2528                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2529                                                 "bus relations too small\n");
2530                                         break;
2531                                 }
2532
2533                                 hv_pci_devices_present(hbus, bus_rel);
2534                                 break;
2535
2536                         case PCI_BUS_RELATIONS2:
2537
2538                                 bus_rel2 = (struct pci_bus_relations2 *)buffer;
2539                                 if (bytes_recvd <
2540                                         struct_size(bus_rel2, func,
2541                                                     bus_rel2->device_count)) {
2542                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2543                                                 "bus relations v2 too small\n");
2544                                         break;
2545                                 }
2546
2547                                 hv_pci_devices_present2(hbus, bus_rel2);
2548                                 break;
2549
2550                         case PCI_EJECT:
2551
2552                                 dev_message = (struct pci_dev_incoming *)buffer;
2553                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
2554                                                       dev_message->wslot.slot);
2555                                 if (hpdev) {
2556                                         hv_pci_eject_device(hpdev);
2557                                         put_pcichild(hpdev);
2558                                 }
2559                                 break;
2560
2561                         case PCI_INVALIDATE_BLOCK:
2562
2563                                 inval = (struct pci_dev_inval_block *)buffer;
2564                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
2565                                                            inval->wslot.slot);
2566                                 if (hpdev) {
2567                                         if (hpdev->block_invalidate) {
2568                                                 hpdev->block_invalidate(
2569                                                     hpdev->invalidate_context,
2570                                                     inval->block_mask);
2571                                         }
2572                                         put_pcichild(hpdev);
2573                                 }
2574                                 break;
2575
2576                         default:
2577                                 dev_warn(&hbus->hdev->device,
2578                                         "Unimplemented protocol message %x\n",
2579                                         new_message->message_type.type);
2580                                 break;
2581                         }
2582                         break;
2583
2584                 default:
2585                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2586                                 "unhandled packet type %d, tid %llx len %d\n",
2587                                 desc->type, req_id, bytes_recvd);
2588                         break;
2589                 }
2590         }
2591
2592         kfree(buffer);
2593 }
2594
2595 /**
2596  * hv_pci_protocol_negotiation() - Set up protocol
2597  * @hdev:               VMBus's tracking struct for this root PCI bus.
2598  * @version:            Array of supported channel protocol versions in
2599  *                      the order of probing - highest go first.
2600  * @num_version:        Number of elements in the version array.
2601  *
2602  * This driver is intended to support running on Windows 10
2603  * (server) and later versions. It will not run on earlier
2604  * versions, as they assume that many of the operations which
2605  * Linux needs accomplished with a spinlock held were done via
2606  * asynchronous messaging via VMBus.  Windows 10 increases the
2607  * surface area of PCI emulation so that these actions can take
2608  * place by suspending a virtual processor for their duration.
2609  *
2610  * This function negotiates the channel protocol version,
2611  * failing if the host doesn't support the necessary protocol
2612  * level.
2613  */
2614 static int hv_pci_protocol_negotiation(struct hv_device *hdev,
2615                                        enum pci_protocol_version_t version[],
2616                                        int num_version)
2617 {
2618         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2619         struct pci_version_request *version_req;
2620         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2621         struct pci_packet *pkt;
2622         int ret;
2623         int i;
2624
2625         /*
2626          * Initiate the handshake with the host and negotiate
2627          * a version that the host can support. We start with the
2628          * highest version number and go down if the host cannot
2629          * support it.
2630          */
2631         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*version_req), GFP_KERNEL);
2632         if (!pkt)
2633                 return -ENOMEM;
2634
2635         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2636         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2637         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2638         version_req = (struct pci_version_request *)&pkt->message;
2639         version_req->message_type.type = PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION;
2640
2641         for (i = 0; i < num_version; i++) {
2642                 version_req->protocol_version = version[i];
2643                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, version_req,
2644                                 sizeof(struct pci_version_request),
2645                                 (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
2646                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2647                 if (!ret)
2648                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2649
2650                 if (ret) {
2651                         dev_err(&hdev->device,
2652                                 "PCI Pass-through VSP failed to request version: %d",
2653                                 ret);
2654                         goto exit;
2655                 }
2656
2657                 if (comp_pkt.completion_status >= 0) {
2658                         hbus->protocol_version = version[i];
2659                         dev_info(&hdev->device,
2660                                 "PCI VMBus probing: Using version %#x\n",
2661                                 hbus->protocol_version);
2662                         goto exit;
2663                 }
2664
2665                 if (comp_pkt.completion_status != STATUS_REVISION_MISMATCH) {
2666                         dev_err(&hdev->device,
2667                                 "PCI Pass-through VSP failed version request: %#x",
2668                                 comp_pkt.completion_status);
2669                         ret = -EPROTO;
2670                         goto exit;
2671                 }
2672
2673                 reinit_completion(&comp_pkt.host_event);
2674         }
2675
2676         dev_err(&hdev->device,
2677                 "PCI pass-through VSP failed to find supported version");
2678         ret = -EPROTO;
2679
2680 exit:
2681         kfree(pkt);
2682         return ret;
2683 }
2684
2685 /**
2686  * hv_pci_free_bridge_windows() - Release memory regions for the
2687  * bus
2688  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2689  */
2690 static void hv_pci_free_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
2691 {
2692         /*
2693          * Set the resources back to the way they looked when they
2694          * were allocated by setting IORESOURCE_BUSY again.
2695          */
2696
2697         if (hbus->low_mmio_space && hbus->low_mmio_res) {
2698                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2699                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
2700                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
2701         }
2702
2703         if (hbus->high_mmio_space && hbus->high_mmio_res) {
2704                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2705                 vmbus_free_mmio(hbus->high_mmio_res->start,
2706                                 resource_size(hbus->high_mmio_res));
2707         }
2708 }
2709
2710 /**
2711  * hv_pci_allocate_bridge_windows() - Allocate memory regions
2712  * for the bus
2713  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2714  *
2715  * This function calls vmbus_allocate_mmio(), which is itself a
2716  * bit of a compromise.  Ideally, we might change the pnp layer
2717  * in the kernel such that it comprehends either PCI devices
2718  * which are "grandchildren of ACPI," with some intermediate bus
2719  * node (in this case, VMBus) or change it such that it
2720  * understands VMBus.  The pnp layer, however, has been declared
2721  * deprecated, and not subject to change.
2722  *
2723  * The workaround, implemented here, is to ask VMBus to allocate
2724  * MMIO space for this bus.  VMBus itself knows which ranges are
2725  * appropriate by looking at its own ACPI objects.  Then, after
2726  * these ranges are claimed, they're modified to look like they
2727  * would have looked if the ACPI and pnp code had allocated
2728  * bridge windows.  These descriptors have to exist in this form
2729  * in order to satisfy the code which will get invoked when the
2730  * endpoint PCI function driver calls request_mem_region() or
2731  * request_mem_region_exclusive().
2732  *
2733  * Return: 0 on success, -errno on failure
2734  */
2735 static int hv_pci_allocate_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
2736 {
2737         resource_size_t align;
2738         int ret;
2739
2740         if (hbus->low_mmio_space) {
2741                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
2742                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->low_mmio_res, hbus->hdev, 0,
2743                                           (u64)(u32)0xffffffff,
2744                                           hbus->low_mmio_space,
2745                                           align, false);
2746                 if (ret) {
2747                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2748                                 "Need %#llx of low MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
2749                                 hbus->low_mmio_space);
2750                         return ret;
2751                 }
2752
2753                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
2754                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
2755                 hbus->low_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
2756                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
2757                                  hbus->low_mmio_res);
2758         }
2759
2760         if (hbus->high_mmio_space) {
2761                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
2762                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->high_mmio_res, hbus->hdev,
2763                                           0x100000000, -1,
2764                                           hbus->high_mmio_space, align,
2765                                           false);
2766                 if (ret) {
2767                         dev_err(&hbus->hdev->device,
2768                                 "Need %#llx of high MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
2769                                 hbus->high_mmio_space);
2770                         goto release_low_mmio;
2771                 }
2772
2773                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
2774                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
2775                 hbus->high_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
2776                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
2777                                  hbus->high_mmio_res);
2778         }
2779
2780         return 0;
2781
2782 release_low_mmio:
2783         if (hbus->low_mmio_res) {
2784                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
2785                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
2786         }
2787
2788         return ret;
2789 }
2790
2791 /**
2792  * hv_allocate_config_window() - Find MMIO space for PCI Config
2793  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
2794  *
2795  * This function claims memory-mapped I/O space for accessing
2796  * configuration space for the functions on this bus.
2797  *
2798  * Return: 0 on success, -errno on failure
2799  */
2800 static int hv_allocate_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
2801 {
2802         int ret;
2803
2804         /*
2805          * Set up a region of MMIO space to use for accessing configuration
2806          * space.
2807          */
2808         ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->mem_config, hbus->hdev, 0, -1,
2809                                   PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH, 0x1000, false);
2810         if (ret)
2811                 return ret;
2812
2813         /*
2814          * vmbus_allocate_mmio() gets used for allocating both device endpoint
2815          * resource claims (those which cannot be overlapped) and the ranges
2816          * which are valid for the children of this bus, which are intended
2817          * to be overlapped by those children.  Set the flag on this claim
2818          * meaning that this region can't be overlapped.
2819          */
2820
2821         hbus->mem_config->flags |= IORESOURCE_BUSY;
2822
2823         return 0;
2824 }
2825
2826 static void hv_free_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
2827 {
2828         vmbus_free_mmio(hbus->mem_config->start, PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
2829 }
2830
2831 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs);
2832
2833 /**
2834  * hv_pci_enter_d0() - Bring the "bus" into the D0 power state
2835  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2836  *
2837  * Return: 0 on success, -errno on failure
2838  */
2839 static int hv_pci_enter_d0(struct hv_device *hdev)
2840 {
2841         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2842         struct pci_bus_d0_entry *d0_entry;
2843         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2844         struct pci_packet *pkt;
2845         int ret;
2846
2847         /*
2848          * Tell the host that the bus is ready to use, and moved into the
2849          * powered-on state.  This includes telling the host which region
2850          * of memory-mapped I/O space has been chosen for configuration space
2851          * access.
2852          */
2853         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*d0_entry), GFP_KERNEL);
2854         if (!pkt)
2855                 return -ENOMEM;
2856
2857         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2858         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2859         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2860         d0_entry = (struct pci_bus_d0_entry *)&pkt->message;
2861         d0_entry->message_type.type = PCI_BUS_D0ENTRY;
2862         d0_entry->mmio_base = hbus->mem_config->start;
2863
2864         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, d0_entry, sizeof(*d0_entry),
2865                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
2866                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2867         if (!ret)
2868                 ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2869
2870         if (ret)
2871                 goto exit;
2872
2873         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2874                 dev_err(&hdev->device,
2875                         "PCI Pass-through VSP failed D0 Entry with status %x\n",
2876                         comp_pkt.completion_status);
2877                 ret = -EPROTO;
2878                 goto exit;
2879         }
2880
2881         ret = 0;
2882
2883 exit:
2884         kfree(pkt);
2885         return ret;
2886 }
2887
2888 /**
2889  * hv_pci_query_relations() - Ask host to send list of child
2890  * devices
2891  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2892  *
2893  * Return: 0 on success, -errno on failure
2894  */
2895 static int hv_pci_query_relations(struct hv_device *hdev)
2896 {
2897         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2898         struct pci_message message;
2899         struct completion comp;
2900         int ret;
2901
2902         /* Ask the host to send along the list of child devices */
2903         init_completion(&comp);
2904         if (cmpxchg(&hbus->survey_event, NULL, &comp))
2905                 return -ENOTEMPTY;
2906
2907         memset(&message, 0, sizeof(message));
2908         message.type = PCI_QUERY_BUS_RELATIONS;
2909
2910         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &message, sizeof(message),
2911                                0, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2912         if (!ret)
2913                 ret = wait_for_response(hdev, &comp);
2914
2915         return ret;
2916 }
2917
2918 /**
2919  * hv_send_resources_allocated() - Report local resource choices
2920  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2921  *
2922  * The host OS is expecting to be sent a request as a message
2923  * which contains all the resources that the device will use.
2924  * The response contains those same resources, "translated"
2925  * which is to say, the values which should be used by the
2926  * hardware, when it delivers an interrupt.  (MMIO resources are
2927  * used in local terms.)  This is nice for Windows, and lines up
2928  * with the FDO/PDO split, which doesn't exist in Linux.  Linux
2929  * is deeply expecting to scan an emulated PCI configuration
2930  * space.  So this message is sent here only to drive the state
2931  * machine on the host forward.
2932  *
2933  * Return: 0 on success, -errno on failure
2934  */
2935 static int hv_send_resources_allocated(struct hv_device *hdev)
2936 {
2937         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2938         struct pci_resources_assigned *res_assigned;
2939         struct pci_resources_assigned2 *res_assigned2;
2940         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2941         struct hv_pci_dev *hpdev;
2942         struct pci_packet *pkt;
2943         size_t size_res;
2944         int wslot;
2945         int ret;
2946
2947         size_res = (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2)
2948                         ? sizeof(*res_assigned) : sizeof(*res_assigned2);
2949
2950         pkt = kmalloc(sizeof(*pkt) + size_res, GFP_KERNEL);
2951         if (!pkt)
2952                 return -ENOMEM;
2953
2954         ret = 0;
2955
2956         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
2957                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2958                 if (!hpdev)
2959                         continue;
2960
2961                 memset(pkt, 0, sizeof(*pkt) + size_res);
2962                 init_completion(&comp_pkt.host_event);
2963                 pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2964                 pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2965
2966                 if (hbus->protocol_version < PCI_PROTOCOL_VERSION_1_2) {
2967                         res_assigned =
2968                                 (struct pci_resources_assigned *)&pkt->message;
2969                         res_assigned->message_type.type =
2970                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED;
2971                         res_assigned->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2972                 } else {
2973                         res_assigned2 =
2974                                 (struct pci_resources_assigned2 *)&pkt->message;
2975                         res_assigned2->message_type.type =
2976                                 PCI_RESOURCES_ASSIGNED2;
2977                         res_assigned2->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2978                 }
2979                 put_pcichild(hpdev);
2980
2981                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt->message,
2982                                 size_res, (unsigned long)pkt,
2983                                 VM_PKT_DATA_INBAND,
2984                                 VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2985                 if (!ret)
2986                         ret = wait_for_response(hdev, &comp_pkt.host_event);
2987                 if (ret)
2988                         break;
2989
2990                 if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2991                         ret = -EPROTO;
2992                         dev_err(&hdev->device,
2993                                 "resource allocated returned 0x%x",
2994                                 comp_pkt.completion_status);
2995                         break;
2996                 }
2997
2998                 hbus->wslot_res_allocated = wslot;
2999         }
3000
3001         kfree(pkt);
3002         return ret;
3003 }
3004
3005 /**
3006  * hv_send_resources_released() - Report local resources
3007  * released
3008  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3009  *
3010  * Return: 0 on success, -errno on failure
3011  */
3012 static int hv_send_resources_released(struct hv_device *hdev)
3013 {
3014         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3015         struct pci_child_message pkt;
3016         struct hv_pci_dev *hpdev;
3017         int wslot;
3018         int ret;
3019
3020         for (wslot = hbus->wslot_res_allocated; wslot >= 0; wslot--) {
3021                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
3022                 if (!hpdev)
3023                         continue;
3024
3025                 memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
3026                 pkt.message_type.type = PCI_RESOURCES_RELEASED;
3027                 pkt.wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
3028
3029                 put_pcichild(hpdev);
3030
3031                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt, sizeof(pkt), 0,
3032                                        VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
3033                 if (ret)
3034                         return ret;
3035
3036                 hbus->wslot_res_allocated = wslot - 1;
3037         }
3038
3039         hbus->wslot_res_allocated = -1;
3040
3041         return 0;
3042 }
3043
3044 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
3045 {
3046         refcount_inc(&hbus->remove_lock);
3047 }
3048
3049 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
3050 {
3051         if (refcount_dec_and_test(&hbus->remove_lock))
3052                 complete(&hbus->remove_event);
3053 }
3054
3055 #define HVPCI_DOM_MAP_SIZE (64 * 1024)
3056 static DECLARE_BITMAP(hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE);
3057
3058 /*
3059  * PCI domain number 0 is used by emulated devices on Gen1 VMs, so define 0
3060  * as invalid for passthrough PCI devices of this driver.
3061  */
3062 #define HVPCI_DOM_INVALID 0
3063
3064 /**
3065  * hv_get_dom_num() - Get a valid PCI domain number
3066  * Check if the PCI domain number is in use, and return another number if
3067  * it is in use.
3068  *
3069  * @dom: Requested domain number
3070  *
3071  * return: domain number on success, HVPCI_DOM_INVALID on failure
3072  */
3073 static u16 hv_get_dom_num(u16 dom)
3074 {
3075         unsigned int i;
3076
3077         if (test_and_set_bit(dom, hvpci_dom_map) == 0)
3078                 return dom;
3079
3080         for_each_clear_bit(i, hvpci_dom_map, HVPCI_DOM_MAP_SIZE) {
3081                 if (test_and_set_bit(i, hvpci_dom_map) == 0)
3082                         return i;
3083         }
3084
3085         return HVPCI_DOM_INVALID;
3086 }
3087
3088 /**
3089  * hv_put_dom_num() - Mark the PCI domain number as free
3090  * @dom: Domain number to be freed
3091  */
3092 static void hv_put_dom_num(u16 dom)
3093 {
3094         clear_bit(dom, hvpci_dom_map);
3095 }
3096
3097 /**
3098  * hv_pci_probe() - New VMBus channel probe, for a root PCI bus
3099  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3100  * @dev_id:     Identifies the device itself
3101  *
3102  * Return: 0 on success, -errno on failure
3103  */
3104 static int hv_pci_probe(struct hv_device *hdev,
3105                         const struct hv_vmbus_device_id *dev_id)
3106 {
3107         struct hv_pcibus_device *hbus;
3108         u16 dom_req, dom;
3109         char *name;
3110         bool enter_d0_retry = true;
3111         int ret;
3112
3113         /*
3114          * hv_pcibus_device contains the hypercall arguments for retargeting in
3115          * hv_irq_unmask(). Those must not cross a page boundary.
3116          */
3117         BUILD_BUG_ON(sizeof(*hbus) > HV_HYP_PAGE_SIZE);
3118
3119         /*
3120          * With the recent 59bb47985c1d ("mm, sl[aou]b: guarantee natural
3121          * alignment for kmalloc(power-of-two)"), kzalloc() is able to allocate
3122          * a 4KB buffer that is guaranteed to be 4KB-aligned. Here the size and
3123          * alignment of hbus is important because hbus's field
3124          * retarget_msi_interrupt_params must not cross a 4KB page boundary.
3125          *
3126          * Here we prefer kzalloc to get_zeroed_page(), because a buffer
3127          * allocated by the latter is not tracked and scanned by kmemleak, and
3128          * hence kmemleak reports the pointer contained in the hbus buffer
3129          * (i.e. the hpdev struct, which is created in new_pcichild_device() and
3130          * is tracked by hbus->children) as memory leak (false positive).
3131          *
3132          * If the kernel doesn't have 59bb47985c1d, get_zeroed_page() *must* be
3133          * used to allocate the hbus buffer and we can avoid the kmemleak false
3134          * positive by using kmemleak_alloc() and kmemleak_free() to ask
3135          * kmemleak to track and scan the hbus buffer.
3136          */
3137         hbus = kzalloc(HV_HYP_PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
3138         if (!hbus)
3139                 return -ENOMEM;
3140         hbus->state = hv_pcibus_init;
3141         hbus->wslot_res_allocated = -1;
3142
3143         /*
3144          * The PCI bus "domain" is what is called "segment" in ACPI and other
3145          * specs. Pull it from the instance ID, to get something usually
3146          * unique. In rare cases of collision, we will find out another number
3147          * not in use.
3148          *
3149          * Note that, since this code only runs in a Hyper-V VM, Hyper-V
3150          * together with this guest driver can guarantee that (1) The only
3151          * domain used by Gen1 VMs for something that looks like a physical
3152          * PCI bus (which is actually emulated by the hypervisor) is domain 0.
3153          * (2) There will be no overlap between domains (after fixing possible
3154          * collisions) in the same VM.
3155          */
3156         dom_req = hdev->dev_instance.b[5] << 8 | hdev->dev_instance.b[4];
3157         dom = hv_get_dom_num(dom_req);
3158
3159         if (dom == HVPCI_DOM_INVALID) {
3160                 dev_err(&hdev->device,
3161                         "Unable to use dom# 0x%hx or other numbers", dom_req);
3162                 ret = -EINVAL;
3163                 goto free_bus;
3164         }
3165
3166         if (dom != dom_req)
3167                 dev_info(&hdev->device,
3168                          "PCI dom# 0x%hx has collision, using 0x%hx",
3169                          dom_req, dom);
3170
3171         hbus->sysdata.domain = dom;
3172
3173         hbus->hdev = hdev;
3174         refcount_set(&hbus->remove_lock, 1);
3175         INIT_LIST_HEAD(&hbus->children);
3176         INIT_LIST_HEAD(&hbus->dr_list);
3177         INIT_LIST_HEAD(&hbus->resources_for_children);
3178         spin_lock_init(&hbus->config_lock);
3179         spin_lock_init(&hbus->device_list_lock);
3180         spin_lock_init(&hbus->retarget_msi_interrupt_lock);
3181         init_completion(&hbus->remove_event);
3182         hbus->wq = alloc_ordered_workqueue("hv_pci_%x", 0,
3183                                            hbus->sysdata.domain);
3184         if (!hbus->wq) {
3185                 ret = -ENOMEM;
3186                 goto free_dom;
3187         }
3188
3189         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
3190                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
3191         if (ret)
3192                 goto destroy_wq;
3193
3194         hv_set_drvdata(hdev, hbus);
3195
3196         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, pci_protocol_versions,
3197                                           ARRAY_SIZE(pci_protocol_versions));
3198         if (ret)
3199                 goto close;
3200
3201         ret = hv_allocate_config_window(hbus);
3202         if (ret)
3203                 goto close;
3204
3205         hbus->cfg_addr = ioremap(hbus->mem_config->start,
3206                                  PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
3207         if (!hbus->cfg_addr) {
3208                 dev_err(&hdev->device,
3209                         "Unable to map a virtual address for config space\n");
3210                 ret = -ENOMEM;
3211                 goto free_config;
3212         }
3213
3214         name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%pUL", &hdev->dev_instance);
3215         if (!name) {
3216                 ret = -ENOMEM;
3217                 goto unmap;
3218         }
3219
3220         hbus->sysdata.fwnode = irq_domain_alloc_named_fwnode(name);
3221         kfree(name);
3222         if (!hbus->sysdata.fwnode) {
3223                 ret = -ENOMEM;
3224                 goto unmap;
3225         }
3226
3227         ret = hv_pcie_init_irq_domain(hbus);
3228         if (ret)
3229                 goto free_fwnode;
3230
3231 retry:
3232         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
3233         if (ret)
3234                 goto free_irq_domain;
3235
3236         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
3237         /*
3238          * In certain case (Kdump) the pci device of interest was
3239          * not cleanly shut down and resource is still held on host
3240          * side, the host could return invalid device status.
3241          * We need to explicitly request host to release the resource
3242          * and try to enter D0 again.
3243          * Since the hv_pci_bus_exit() call releases structures
3244          * of all its child devices, we need to start the retry from
3245          * hv_pci_query_relations() call, requesting host to send
3246          * the synchronous child device relations message before this
3247          * information is needed in hv_send_resources_allocated()
3248          * call later.
3249          */
3250         if (ret == -EPROTO && enter_d0_retry) {
3251                 enter_d0_retry = false;
3252
3253                 dev_err(&hdev->device, "Retrying D0 Entry\n");
3254
3255                 /*
3256                  * Hv_pci_bus_exit() calls hv_send_resources_released()
3257                  * to free up resources of its child devices.
3258                  * In the kdump kernel we need to set the
3259                  * wslot_res_allocated to 255 so it scans all child
3260                  * devices to release resources allocated in the
3261                  * normal kernel before panic happened.
3262                  */
3263                 hbus->wslot_res_allocated = 255;
3264                 ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3265
3266                 if (ret == 0)
3267                         goto retry;
3268
3269                 dev_err(&hdev->device,
3270                         "Retrying D0 failed with ret %d\n", ret);
3271         }
3272         if (ret)
3273                 goto free_irq_domain;
3274
3275         ret = hv_pci_allocate_bridge_windows(hbus);
3276         if (ret)
3277                 goto exit_d0;
3278
3279         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
3280         if (ret)
3281                 goto free_windows;
3282
3283         prepopulate_bars(hbus);
3284
3285         hbus->state = hv_pcibus_probed;
3286
3287         ret = create_root_hv_pci_bus(hbus);
3288         if (ret)
3289                 goto free_windows;
3290
3291         return 0;
3292
3293 free_windows:
3294         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3295 exit_d0:
3296         (void) hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3297 free_irq_domain:
3298         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3299 free_fwnode:
3300         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
3301 unmap:
3302         iounmap(hbus->cfg_addr);
3303 free_config:
3304         hv_free_config_window(hbus);
3305 close:
3306         vmbus_close(hdev->channel);
3307 destroy_wq:
3308         destroy_workqueue(hbus->wq);
3309 free_dom:
3310         hv_put_dom_num(hbus->sysdata.domain);
3311 free_bus:
3312         kfree(hbus);
3313         return ret;
3314 }
3315
3316 static int hv_pci_bus_exit(struct hv_device *hdev, bool keep_devs)
3317 {
3318         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3319         struct {
3320                 struct pci_packet teardown_packet;
3321                 u8 buffer[sizeof(struct pci_message)];
3322         } pkt;
3323         struct hv_pci_compl comp_pkt;
3324         struct hv_pci_dev *hpdev, *tmp;
3325         unsigned long flags;
3326         int ret;
3327
3328         /*
3329          * After the host sends the RESCIND_CHANNEL message, it doesn't
3330          * access the per-channel ringbuffer any longer.
3331          */
3332         if (hdev->channel->rescind)
3333                 return 0;
3334
3335         if (!keep_devs) {
3336                 struct list_head removed;
3337
3338                 /* Move all present children to the list on stack */
3339                 INIT_LIST_HEAD(&removed);
3340                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
3341                 list_for_each_entry_safe(hpdev, tmp, &hbus->children, list_entry)
3342                         list_move_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
3343                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
3344
3345                 /* Remove all children in the list */
3346                 list_for_each_entry_safe(hpdev, tmp, &removed, list_entry) {
3347                         list_del(&hpdev->list_entry);
3348                         if (hpdev->pci_slot)
3349                                 pci_destroy_slot(hpdev->pci_slot);
3350                         /* For the two refs got in new_pcichild_device() */
3351                         put_pcichild(hpdev);
3352                         put_pcichild(hpdev);
3353                 }
3354         }
3355
3356         ret = hv_send_resources_released(hdev);
3357         if (ret) {
3358                 dev_err(&hdev->device,
3359                         "Couldn't send resources released packet(s)\n");
3360                 return ret;
3361         }
3362
3363         memset(&pkt.teardown_packet, 0, sizeof(pkt.teardown_packet));
3364         init_completion(&comp_pkt.host_event);
3365         pkt.teardown_packet.completion_func = hv_pci_generic_compl;
3366         pkt.teardown_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
3367         pkt.teardown_packet.message[0].type = PCI_BUS_D0EXIT;
3368
3369         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt.teardown_packet.message,
3370                                sizeof(struct pci_message),
3371                                (unsigned long)&pkt.teardown_packet,
3372                                VM_PKT_DATA_INBAND,
3373                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
3374         if (ret)
3375                 return ret;
3376
3377         if (wait_for_completion_timeout(&comp_pkt.host_event, 10 * HZ) == 0)
3378                 return -ETIMEDOUT;
3379
3380         return 0;
3381 }
3382
3383 /**
3384  * hv_pci_remove() - Remove routine for this VMBus channel
3385  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
3386  *
3387  * Return: 0 on success, -errno on failure
3388  */
3389 static int hv_pci_remove(struct hv_device *hdev)
3390 {
3391         struct hv_pcibus_device *hbus;
3392         int ret;
3393
3394         hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3395         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
3396                 tasklet_disable(&hdev->channel->callback_event);
3397                 hbus->state = hv_pcibus_removing;
3398                 tasklet_enable(&hdev->channel->callback_event);
3399                 destroy_workqueue(hbus->wq);
3400                 hbus->wq = NULL;
3401                 /*
3402                  * At this point, no work is running or can be scheduled
3403                  * on hbus-wq. We can't race with hv_pci_devices_present()
3404                  * or hv_pci_eject_device(), it's safe to proceed.
3405                  */
3406
3407                 /* Remove the bus from PCI's point of view. */
3408                 pci_lock_rescan_remove();
3409                 pci_stop_root_bus(hbus->pci_bus);
3410                 hv_pci_remove_slots(hbus);
3411                 pci_remove_root_bus(hbus->pci_bus);
3412                 pci_unlock_rescan_remove();
3413         }
3414
3415         ret = hv_pci_bus_exit(hdev, false);
3416
3417         vmbus_close(hdev->channel);
3418
3419         iounmap(hbus->cfg_addr);
3420         hv_free_config_window(hbus);
3421         pci_free_resource_list(&hbus->resources_for_children);
3422         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
3423         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
3424         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
3425         put_hvpcibus(hbus);
3426         wait_for_completion(&hbus->remove_event);
3427
3428         hv_put_dom_num(hbus->sysdata.domain);
3429
3430         kfree(hbus);
3431         return ret;
3432 }
3433
3434 static int hv_pci_suspend(struct hv_device *hdev)
3435 {
3436         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3437         enum hv_pcibus_state old_state;
3438         int ret;
3439
3440         /*
3441          * hv_pci_suspend() must make sure there are no pending work items
3442          * before calling vmbus_close(), since it runs in a process context
3443          * as a callback in dpm_suspend().  When it starts to run, the channel
3444          * callback hv_pci_onchannelcallback(), which runs in a tasklet
3445          * context, can be still running concurrently and scheduling new work
3446          * items onto hbus->wq in hv_pci_devices_present() and
3447          * hv_pci_eject_device(), and the work item handlers can access the
3448          * vmbus channel, which can be being closed by hv_pci_suspend(), e.g.
3449          * the work item handler pci_devices_present_work() ->
3450          * new_pcichild_device() writes to the vmbus channel.
3451          *
3452          * To eliminate the race, hv_pci_suspend() disables the channel
3453          * callback tasklet, sets hbus->state to hv_pcibus_removing, and
3454          * re-enables the tasklet. This way, when hv_pci_suspend() proceeds,
3455          * it knows that no new work item can be scheduled, and then it flushes
3456          * hbus->wq and safely closes the vmbus channel.
3457          */
3458         tasklet_disable(&hdev->channel->callback_event);
3459
3460         /* Change the hbus state to prevent new work items. */
3461         old_state = hbus->state;
3462         if (hbus->state == hv_pcibus_installed)
3463                 hbus->state = hv_pcibus_removing;
3464
3465         tasklet_enable(&hdev->channel->callback_event);
3466
3467         if (old_state != hv_pcibus_installed)
3468                 return -EINVAL;
3469
3470         flush_workqueue(hbus->wq);
3471
3472         ret = hv_pci_bus_exit(hdev, true);
3473         if (ret)
3474                 return ret;
3475
3476         vmbus_close(hdev->channel);
3477
3478         return 0;
3479 }
3480
3481 static int hv_pci_restore_msi_msg(struct pci_dev *pdev, void *arg)
3482 {
3483         struct msi_desc *entry;
3484         struct irq_data *irq_data;
3485
3486         for_each_pci_msi_entry(entry, pdev) {
3487                 irq_data = irq_get_irq_data(entry->irq);
3488                 if (WARN_ON_ONCE(!irq_data))
3489                         return -EINVAL;
3490
3491                 hv_compose_msi_msg(irq_data, &entry->msg);
3492         }
3493
3494         return 0;
3495 }
3496
3497 /*
3498  * Upon resume, pci_restore_msi_state() -> ... ->  __pci_write_msi_msg()
3499  * directly writes the MSI/MSI-X registers via MMIO, but since Hyper-V
3500  * doesn't trap and emulate the MMIO accesses, here hv_compose_msi_msg()
3501  * must be used to ask Hyper-V to re-create the IOMMU Interrupt Remapping
3502  * Table entries.
3503  */
3504 static void hv_pci_restore_msi_state(struct hv_pcibus_device *hbus)
3505 {
3506         pci_walk_bus(hbus->pci_bus, hv_pci_restore_msi_msg, NULL);
3507 }
3508
3509 static int hv_pci_resume(struct hv_device *hdev)
3510 {
3511         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
3512         enum pci_protocol_version_t version[1];
3513         int ret;
3514
3515         hbus->state = hv_pcibus_init;
3516
3517         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
3518                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
3519         if (ret)
3520                 return ret;
3521
3522         /* Only use the version that was in use before hibernation. */
3523         version[0] = hbus->protocol_version;
3524         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev, version, 1);
3525         if (ret)
3526                 goto out;
3527
3528         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
3529         if (ret)
3530                 goto out;
3531
3532         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
3533         if (ret)
3534                 goto out;
3535
3536         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
3537         if (ret)
3538                 goto out;
3539
3540         prepopulate_bars(hbus);
3541
3542         hv_pci_restore_msi_state(hbus);
3543
3544         hbus->state = hv_pcibus_installed;
3545         return 0;
3546 out:
3547         vmbus_close(hdev->channel);
3548         return ret;
3549 }
3550
3551 static const struct hv_vmbus_device_id hv_pci_id_table[] = {
3552         /* PCI Pass-through Class ID */
3553         /* 44C4F61D-4444-4400-9D52-802E27EDE19F */
3554         { HV_PCIE_GUID, },
3555         { },
3556 };
3557
3558 MODULE_DEVICE_TABLE(vmbus, hv_pci_id_table);
3559
3560 static struct hv_driver hv_pci_drv = {
3561         .name           = "hv_pci",
3562         .id_table       = hv_pci_id_table,
3563         .probe          = hv_pci_probe,
3564         .remove         = hv_pci_remove,
3565         .suspend        = hv_pci_suspend,
3566         .resume         = hv_pci_resume,
3567 };
3568
3569 static void __exit exit_hv_pci_drv(void)
3570 {
3571         vmbus_driver_unregister(&hv_pci_drv);
3572
3573         hvpci_block_ops.read_block = NULL;
3574         hvpci_block_ops.write_block = NULL;
3575         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = NULL;
3576 }
3577
3578 static int __init init_hv_pci_drv(void)
3579 {
3580         if (!hv_is_hyperv_initialized())
3581                 return -ENODEV;
3582
3583         /* Set the invalid domain number's bit, so it will not be used */
3584         set_bit(HVPCI_DOM_INVALID, hvpci_dom_map);
3585
3586         /* Initialize PCI block r/w interface */
3587         hvpci_block_ops.read_block = hv_read_config_block;
3588         hvpci_block_ops.write_block = hv_write_config_block;
3589         hvpci_block_ops.reg_blk_invalidate = hv_register_block_invalidate;
3590
3591         return vmbus_driver_register(&hv_pci_drv);
3592 }
3593
3594 module_init(init_hv_pci_drv);
3595 module_exit(exit_hv_pci_drv);
3596
3597 MODULE_DESCRIPTION("Hyper-V PCI");
3598 MODULE_LICENSE("GPL v2");