drivers/pci/p2pdma.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * PCI Peer 2 Peer DMA support.
   4  *
   5  * Copyright (c) 2016-2018, Logan Gunthorpe
   6  * Copyright (c) 2016-2017, Microsemi Corporation
   7  * Copyright (c) 2017, Christoph Hellwig
   8  * Copyright (c) 2018, Eideticom Inc.
   9  */
  10
  11 #define pr_fmt(fmt) "pci-p2pdma: " fmt
  12 #include <linux/ctype.h>
  13 #include <linux/pci-p2pdma.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/genalloc.h>
  17 #include <linux/memremap.h>
  18 #include <linux/percpu-refcount.h>
  19 #include <linux/random.h>
  20 #include <linux/seq_buf.h>
  21 #include <linux/xarray.h>
  22
  23 enum pci_p2pdma_map_type {
  24         PCI_P2PDMA_MAP_UNKNOWN = 0,
  25         PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED,
  26         PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR,
  27         PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE,
  28 };
  29
  30 struct pci_p2pdma {
  31         struct gen_pool *pool;
  32         bool p2pmem_published;
  33         struct xarray map_types;
  34 };
  35
  36 struct pci_p2pdma_pagemap {
  37         struct dev_pagemap pgmap;
  38         struct pci_dev *provider;
  39         u64 bus_offset;
  40 };
  41
  42 static struct pci_p2pdma_pagemap *to_p2p_pgmap(struct dev_pagemap *pgmap)
  43 {
  44         return container_of(pgmap, struct pci_p2pdma_pagemap, pgmap);
  45 }
  46
  47 static ssize_t size_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  48                          char *buf)
  49 {
  50         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  51         size_t size = 0;
  52
  53         if (pdev->p2pdma->pool)
  54                 size = gen_pool_size(pdev->p2pdma->pool);
  55
  56         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%zd\n", size);
  57 }
  58 static DEVICE_ATTR_RO(size);
  59
  60 static ssize_t available_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  61                               char *buf)
  62 {
  63         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  64         size_t avail = 0;
  65
  66         if (pdev->p2pdma->pool)
  67                 avail = gen_pool_avail(pdev->p2pdma->pool);
  68
  69         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%zd\n", avail);
  70 }
  71 static DEVICE_ATTR_RO(available);
  72
  73 static ssize_t published_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
  74                               char *buf)
  75 {
  76         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
  77
  78         return snprintf(buf, PAGE_SIZE, "%d\n",
  79                         pdev->p2pdma->p2pmem_published);
  80 }
  81 static DEVICE_ATTR_RO(published);
  82
  83 static struct attribute *p2pmem_attrs[] = {
  84         &dev_attr_size.attr,
  85         &dev_attr_available.attr,
  86         &dev_attr_published.attr,
  87         NULL,
  88 };
  89
  90 static const struct attribute_group p2pmem_group = {
  91         .attrs = p2pmem_attrs,
  92         .name = "p2pmem",
  93 };
  94
  95 static void pci_p2pdma_release(void *data)
  96 {
  97         struct pci_dev *pdev = data;
  98         struct pci_p2pdma *p2pdma = pdev->p2pdma;
  99
 100         if (!p2pdma)
 101                 return;
 102
 103         /* Flush and disable pci_alloc_p2p_mem() */
 104         pdev->p2pdma = NULL;
 105         synchronize_rcu();
 106
 107         gen_pool_destroy(p2pdma->pool);
 108         sysfs_remove_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 109         xa_destroy(&p2pdma->map_types);
 110 }
 111
 112 static int pci_p2pdma_setup(struct pci_dev *pdev)
 113 {
 114         int error = -ENOMEM;
 115         struct pci_p2pdma *p2p;
 116
 117         p2p = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p), GFP_KERNEL);
 118         if (!p2p)
 119                 return -ENOMEM;
 120
 121         xa_init(&p2p->map_types);
 122
 123         p2p->pool = gen_pool_create(PAGE_SHIFT, dev_to_node(&pdev->dev));
 124         if (!p2p->pool)
 125                 goto out;
 126
 127         error = devm_add_action_or_reset(&pdev->dev, pci_p2pdma_release, pdev);
 128         if (error)
 129                 goto out_pool_destroy;
 130
 131         pdev->p2pdma = p2p;
 132
 133         error = sysfs_create_group(&pdev->dev.kobj, &p2pmem_group);
 134         if (error)
 135                 goto out_pool_destroy;
 136
 137         return 0;
 138
 139 out_pool_destroy:
 140         pdev->p2pdma = NULL;
 141         gen_pool_destroy(p2p->pool);
 142 out:
 143         devm_kfree(&pdev->dev, p2p);
 144         return error;
 145 }
 146
 147 /**
 148  * pci_p2pdma_add_resource - add memory for use as p2p memory
 149  * @pdev: the device to add the memory to
 150  * @bar: PCI BAR to add
 151  * @size: size of the memory to add, may be zero to use the whole BAR
 152  * @offset: offset into the PCI BAR
 153  *
 154  * The memory will be given ZONE_DEVICE struct pages so that it may
 155  * be used with any DMA request.
 156  */
 157 int pci_p2pdma_add_resource(struct pci_dev *pdev, int bar, size_t size,
 158                             u64 offset)
 159 {
 160         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap;
 161         struct dev_pagemap *pgmap;
 162         void *addr;
 163         int error;
 164
 165         if (!(pci_resource_flags(pdev, bar) & IORESOURCE_MEM))
 166                 return -EINVAL;
 167
 168         if (offset >= pci_resource_len(pdev, bar))
 169                 return -EINVAL;
 170
 171         if (!size)
 172                 size = pci_resource_len(pdev, bar) - offset;
 173
 174         if (size + offset > pci_resource_len(pdev, bar))
 175                 return -EINVAL;
 176
 177         if (!pdev->p2pdma) {
 178                 error = pci_p2pdma_setup(pdev);
 179                 if (error)
 180                         return error;
 181         }
 182
 183         p2p_pgmap = devm_kzalloc(&pdev->dev, sizeof(*p2p_pgmap), GFP_KERNEL);
 184         if (!p2p_pgmap)
 185                 return -ENOMEM;
 186
 187         pgmap = &p2p_pgmap->pgmap;
 188         pgmap->res.start = pci_resource_start(pdev, bar) + offset;
 189         pgmap->res.end = pgmap->res.start + size - 1;
 190         pgmap->res.flags = pci_resource_flags(pdev, bar);
 191         pgmap->type = MEMORY_DEVICE_PCI_P2PDMA;
 192
 193         p2p_pgmap->provider = pdev;
 194         p2p_pgmap->bus_offset = pci_bus_address(pdev, bar) -
 195                 pci_resource_start(pdev, bar);
 196
 197         addr = devm_memremap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 198         if (IS_ERR(addr)) {
 199                 error = PTR_ERR(addr);
 200                 goto pgmap_free;
 201         }
 202
 203         error = gen_pool_add_owner(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long)addr,
 204                         pci_bus_address(pdev, bar) + offset,
 205                         resource_size(&pgmap->res), dev_to_node(&pdev->dev),
 206                         pgmap->ref);
 207         if (error)
 208                 goto pages_free;
 209
 210         pci_info(pdev, "added peer-to-peer DMA memory %pR\n",
 211                  &pgmap->res);
 212
 213         return 0;
 214
 215 pages_free:
 216         devm_memunmap_pages(&pdev->dev, pgmap);
 217 pgmap_free:
 218         devm_kfree(&pdev->dev, pgmap);
 219         return error;
 220 }
 221 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_add_resource);
 222
 223 /*
 224  * Note this function returns the parent PCI device with a
 225  * reference taken. It is the caller's responsibility to drop
 226  * the reference.
 227  */
 228 static struct pci_dev *find_parent_pci_dev(struct device *dev)
 229 {
 230         struct device *parent;
 231
 232         dev = get_device(dev);
 233
 234         while (dev) {
 235                 if (dev_is_pci(dev))
 236                         return to_pci_dev(dev);
 237
 238                 parent = get_device(dev->parent);
 239                 put_device(dev);
 240                 dev = parent;
 241         }
 242
 243         return NULL;
 244 }
 245
 246 /*
 247  * Check if a PCI bridge has its ACS redirection bits set to redirect P2P
 248  * TLPs upstream via ACS. Returns 1 if the packets will be redirected
 249  * upstream, 0 otherwise.
 250  */
 251 static int pci_bridge_has_acs_redir(struct pci_dev *pdev)
 252 {
 253         int pos;
 254         u16 ctrl;
 255
 256         pos = pci_find_ext_capability(pdev, PCI_EXT_CAP_ID_ACS);
 257         if (!pos)
 258                 return 0;
 259
 260         pci_read_config_word(pdev, pos + PCI_ACS_CTRL, &ctrl);
 261
 262         if (ctrl & (PCI_ACS_RR | PCI_ACS_CR | PCI_ACS_EC))
 263                 return 1;
 264
 265         return 0;
 266 }
 267
 268 static void seq_buf_print_bus_devfn(struct seq_buf *buf, struct pci_dev *pdev)
 269 {
 270         if (!buf)
 271                 return;
 272
 273         seq_buf_printf(buf, "%s;", pci_name(pdev));
 274 }
 275
 276 static const struct pci_p2pdma_whitelist_entry {
 277         unsigned short vendor;
 278         unsigned short device;
 279         enum {
 280                 REQ_SAME_HOST_BRIDGE    = 1 << 0,
 281         } flags;
 282 } pci_p2pdma_whitelist[] = {
 283         /* AMD ZEN */
 284         {PCI_VENDOR_ID_AMD,     0x1450, 0},
 285
 286         /* Intel Xeon E5/Core i7 */
 287         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 288         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x3c01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 289         /* Intel Xeon E7 v3/Xeon E5 v3/Core i7 */
 290         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f00, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 291         {PCI_VENDOR_ID_INTEL,   0x2f01, REQ_SAME_HOST_BRIDGE},
 292         {}
 293 };
 294
 295 /*
 296  * This lookup function tries to find the PCI device corresponding to a given
 297  * host bridge.
 298  *
 299  * It assumes the host bridge device is the first PCI device in the
 300  * bus->devices list and that the devfn is 00.0. These assumptions should hold
 301  * for all the devices in the whitelist above.
 302  *
 303  * This function is equivalent to pci_get_slot(host->bus, 0), however it does
 304  * not take the pci_bus_sem lock seeing __host_bridge_whitelist() must not
 305  * sleep.
 306  *
 307  * For this to be safe, the caller should hold a reference to a device on the
 308  * bridge, which should ensure the host_bridge device will not be freed
 309  * or removed from the head of the devices list.
 310  */
 311 static struct pci_dev *pci_host_bridge_dev(struct pci_host_bridge *host)
 312 {
 313         struct pci_dev *root;
 314
 315         root = list_first_entry_or_null(&host->bus->devices,
 316                                         struct pci_dev, bus_list);
 317
 318         if (!root)
 319                 return NULL;
 320         if (root->devfn != PCI_DEVFN(0, 0))
 321                 return NULL;
 322
 323         return root;
 324 }
 325
 326 static bool __host_bridge_whitelist(struct pci_host_bridge *host,
 327                                     bool same_host_bridge)
 328 {
 329         struct pci_dev *root = pci_host_bridge_dev(host);
 330         const struct pci_p2pdma_whitelist_entry *entry;
 331         unsigned short vendor, device;
 332
 333         if (!root)
 334                 return false;
 335
 336         vendor = root->vendor;
 337         device = root->device;
 338
 339         for (entry = pci_p2pdma_whitelist; entry->vendor; entry++) {
 340                 if (vendor != entry->vendor || device != entry->device)
 341                         continue;
 342                 if (entry->flags & REQ_SAME_HOST_BRIDGE && !same_host_bridge)
 343                         return false;
 344
 345                 return true;
 346         }
 347
 348         return false;
 349 }
 350
 351 /*
 352  * If we can't find a common upstream bridge take a look at the root
 353  * complex and compare it to a whitelist of known good hardware.
 354  */
 355 static bool host_bridge_whitelist(struct pci_dev *a, struct pci_dev *b)
 356 {
 357         struct pci_host_bridge *host_a = pci_find_host_bridge(a->bus);
 358         struct pci_host_bridge *host_b = pci_find_host_bridge(b->bus);
 359
 360         if (host_a == host_b)
 361                 return __host_bridge_whitelist(host_a, true);
 362
 363         if (__host_bridge_whitelist(host_a, false) &&
 364             __host_bridge_whitelist(host_b, false))
 365                 return true;
 366
 367         return false;
 368 }
 369
 370 static enum pci_p2pdma_map_type
 371 __upstream_bridge_distance(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 372                 int *dist, bool *acs_redirects, struct seq_buf *acs_list)
 373 {
 374         struct pci_dev *a = provider, *b = client, *bb;
 375         int dist_a = 0;
 376         int dist_b = 0;
 377         int acs_cnt = 0;
 378
 379         if (acs_redirects)
 380                 *acs_redirects = false;
 381
 382         /*
 383          * Note, we don't need to take references to devices returned by
 384          * pci_upstream_bridge() seeing we hold a reference to a child
 385          * device which will already hold a reference to the upstream bridge.
 386          */
 387
 388         while (a) {
 389                 dist_b = 0;
 390
 391                 if (pci_bridge_has_acs_redir(a)) {
 392                         seq_buf_print_bus_devfn(acs_list, a);
 393                         acs_cnt++;
 394                 }
 395
 396                 bb = b;
 397
 398                 while (bb) {
 399                         if (a == bb)
 400                                 goto check_b_path_acs;
 401
 402                         bb = pci_upstream_bridge(bb);
 403                         dist_b++;
 404                 }
 405
 406                 a = pci_upstream_bridge(a);
 407                 dist_a++;
 408         }
 409
 410         if (dist)
 411                 *dist = dist_a + dist_b;
 412
 413         return PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE;
 414
 415 check_b_path_acs:
 416         bb = b;
 417
 418         while (bb) {
 419                 if (a == bb)
 420                         break;
 421
 422                 if (pci_bridge_has_acs_redir(bb)) {
 423                         seq_buf_print_bus_devfn(acs_list, bb);
 424                         acs_cnt++;
 425                 }
 426
 427                 bb = pci_upstream_bridge(bb);
 428         }
 429
 430         if (dist)
 431                 *dist = dist_a + dist_b;
 432
 433         if (acs_cnt) {
 434                 if (acs_redirects)
 435                         *acs_redirects = true;
 436
 437                 return PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE;
 438         }
 439
 440         return PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR;
 441 }
 442
 443 static unsigned long map_types_idx(struct pci_dev *client)
 444 {
 445         return (pci_domain_nr(client->bus) << 16) |
 446                 (client->bus->number << 8) | client->devfn;
 447 }
 448
 449 /*
 450  * Find the distance through the nearest common upstream bridge between
 451  * two PCI devices.
 452  *
 453  * If the two devices are the same device then 0 will be returned.
 454  *
 455  * If there are two virtual functions of the same device behind the same
 456  * bridge port then 2 will be returned (one step down to the PCIe switch,
 457  * then one step back to the same device).
 458  *
 459  * In the case where two devices are connected to the same PCIe switch, the
 460  * value 4 will be returned. This corresponds to the following PCI tree:
 461  *
 462  *     -+  Root Port
 463  *      \+ Switch Upstream Port
 464  *       +-+ Switch Downstream Port
 465  *       + \- Device A
 466  *       \-+ Switch Downstream Port
 467  *         \- Device B
 468  *
 469  * The distance is 4 because we traverse from Device A through the downstream
 470  * port of the switch, to the common upstream port, back up to the second
 471  * downstream port and then to Device B.
 472  *
 473  * Any two devices that cannot communicate using p2pdma will return
 474  * PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED.
 475  *
 476  * Any two devices that have a data path that goes through the host bridge
 477  * will consult a whitelist. If the host bridges are on the whitelist,
 478  * this function will return PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE.
 479  *
 480  * If either bridge is not on the whitelist this function returns
 481  * PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED.
 482  *
 483  * If a bridge which has any ACS redirection bits set is in the path,
 484  * acs_redirects will be set to true. In this case, a list of all infringing
 485  * bridge addresses will be populated in acs_list (assuming it's non-null)
 486  * for printk purposes.
 487  */
 488 static enum pci_p2pdma_map_type
 489 upstream_bridge_distance(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 490                 int *dist, bool *acs_redirects, struct seq_buf *acs_list)
 491 {
 492         enum pci_p2pdma_map_type map_type;
 493
 494         map_type = __upstream_bridge_distance(provider, client, dist,
 495                                               acs_redirects, acs_list);
 496
 497         if (map_type == PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE) {
 498                 if (!host_bridge_whitelist(provider, client))
 499                         map_type = PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 500         }
 501
 502         if (provider->p2pdma)
 503                 xa_store(&provider->p2pdma->map_types, map_types_idx(client),
 504                          xa_mk_value(map_type), GFP_KERNEL);
 505
 506         return map_type;
 507 }
 508
 509 static enum pci_p2pdma_map_type
 510 upstream_bridge_distance_warn(struct pci_dev *provider, struct pci_dev *client,
 511                               int *dist)
 512 {
 513         struct seq_buf acs_list;
 514         bool acs_redirects;
 515         int ret;
 516
 517         seq_buf_init(&acs_list, kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL), PAGE_SIZE);
 518         if (!acs_list.buffer)
 519                 return -ENOMEM;
 520
 521         ret = upstream_bridge_distance(provider, client, dist, &acs_redirects,
 522                                        &acs_list);
 523         if (acs_redirects) {
 524                 pci_warn(client, "ACS redirect is set between the client and provider (%s)\n",
 525                          pci_name(provider));
 526                 /* Drop final semicolon */
 527                 acs_list.buffer[acs_list.len-1] = 0;
 528                 pci_warn(client, "to disable ACS redirect for this path, add the kernel parameter: pci=disable_acs_redir=%s\n",
 529                          acs_list.buffer);
 530         }
 531
 532         if (ret == PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED) {
 533                 pci_warn(client, "cannot be used for peer-to-peer DMA as the client and provider (%s) do not share an upstream bridge or whitelisted host bridge\n",
 534                          pci_name(provider));
 535         }
 536
 537         kfree(acs_list.buffer);
 538
 539         return ret;
 540 }
 541
 542 /**
 543  * pci_p2pdma_distance_many - Determine the cumulative distance between
 544  *      a p2pdma provider and the clients in use.
 545  * @provider: p2pdma provider to check against the client list
 546  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 547  * @num_clients: number of clients in the array
 548  * @verbose: if true, print warnings for devices when we return -1
 549  *
 550  * Returns -1 if any of the clients are not compatible, otherwise returns a
 551  * positive number where a lower number is the preferable choice. (If there's
 552  * one client that's the same as the provider it will return 0, which is best
 553  * choice).
 554  *
 555  * "compatible" means the provider and the clients are either all behind
 556  * the same PCI root port or the host bridges connected to each of the devices
 557  * are listed in the 'pci_p2pdma_whitelist'.
 558  */
 559 int pci_p2pdma_distance_many(struct pci_dev *provider, struct device **clients,
 560                              int num_clients, bool verbose)
 561 {
 562         bool not_supported = false;
 563         struct pci_dev *pci_client;
 564         int total_dist = 0;
 565         int distance;
 566         int i, ret;
 567
 568         if (num_clients == 0)
 569                 return -1;
 570
 571         for (i = 0; i < num_clients; i++) {
 572                 if (IS_ENABLED(CONFIG_DMA_VIRT_OPS) &&
 573                     clients[i]->dma_ops == &dma_virt_ops) {
 574                         if (verbose)
 575                                 dev_warn(clients[i],
 576                                          "cannot be used for peer-to-peer DMA because the driver makes use of dma_virt_ops\n");
 577                         return -1;
 578                 }
 579
 580                 pci_client = find_parent_pci_dev(clients[i]);
 581                 if (!pci_client) {
 582                         if (verbose)
 583                                 dev_warn(clients[i],
 584                                          "cannot be used for peer-to-peer DMA as it is not a PCI device\n");
 585                         return -1;
 586                 }
 587
 588                 if (verbose)
 589                         ret = upstream_bridge_distance_warn(provider,
 590                                         pci_client, &distance);
 591                 else
 592                         ret = upstream_bridge_distance(provider, pci_client,
 593                                                        &distance, NULL, NULL);
 594
 595                 pci_dev_put(pci_client);
 596
 597                 if (ret == PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED)
 598                         not_supported = true;
 599
 600                 if (not_supported && !verbose)
 601                         break;
 602
 603                 total_dist += distance;
 604         }
 605
 606         if (not_supported)
 607                 return -1;
 608
 609         return total_dist;
 610 }
 611 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_distance_many);
 612
 613 /**
 614  * pci_has_p2pmem - check if a given PCI device has published any p2pmem
 615  * @pdev: PCI device to check
 616  */
 617 bool pci_has_p2pmem(struct pci_dev *pdev)
 618 {
 619         return pdev->p2pdma && pdev->p2pdma->p2pmem_published;
 620 }
 621 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_has_p2pmem);
 622
 623 /**
 624  * pci_p2pmem_find - find a peer-to-peer DMA memory device compatible with
 625  *      the specified list of clients and shortest distance (as determined
 626  *      by pci_p2pmem_dma())
 627  * @clients: array of devices to check (NULL-terminated)
 628  * @num_clients: number of client devices in the list
 629  *
 630  * If multiple devices are behind the same switch, the one "closest" to the
 631  * client devices in use will be chosen first. (So if one of the providers is
 632  * the same as one of the clients, that provider will be used ahead of any
 633  * other providers that are unrelated). If multiple providers are an equal
 634  * distance away, one will be chosen at random.
 635  *
 636  * Returns a pointer to the PCI device with a reference taken (use pci_dev_put
 637  * to return the reference) or NULL if no compatible device is found. The
 638  * found provider will also be assigned to the client list.
 639  */
 640 struct pci_dev *pci_p2pmem_find_many(struct device **clients, int num_clients)
 641 {
 642         struct pci_dev *pdev = NULL;
 643         int distance;
 644         int closest_distance = INT_MAX;
 645         struct pci_dev **closest_pdevs;
 646         int dev_cnt = 0;
 647         const int max_devs = PAGE_SIZE / sizeof(*closest_pdevs);
 648         int i;
 649
 650         closest_pdevs = kmalloc(PAGE_SIZE, GFP_KERNEL);
 651         if (!closest_pdevs)
 652                 return NULL;
 653
 654         while ((pdev = pci_get_device(PCI_ANY_ID, PCI_ANY_ID, pdev))) {
 655                 if (!pci_has_p2pmem(pdev))
 656                         continue;
 657
 658                 distance = pci_p2pdma_distance_many(pdev, clients,
 659                                                     num_clients, false);
 660                 if (distance < 0 || distance > closest_distance)
 661                         continue;
 662
 663                 if (distance == closest_distance && dev_cnt >= max_devs)
 664                         continue;
 665
 666                 if (distance < closest_distance) {
 667                         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 668                                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 669
 670                         dev_cnt = 0;
 671                         closest_distance = distance;
 672                 }
 673
 674                 closest_pdevs[dev_cnt++] = pci_dev_get(pdev);
 675         }
 676
 677         if (dev_cnt)
 678                 pdev = pci_dev_get(closest_pdevs[prandom_u32_max(dev_cnt)]);
 679
 680         for (i = 0; i < dev_cnt; i++)
 681                 pci_dev_put(closest_pdevs[i]);
 682
 683         kfree(closest_pdevs);
 684         return pdev;
 685 }
 686 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_find_many);
 687
 688 /**
 689  * pci_alloc_p2p_mem - allocate peer-to-peer DMA memory
 690  * @pdev: the device to allocate memory from
 691  * @size: number of bytes to allocate
 692  *
 693  * Returns the allocated memory or NULL on error.
 694  */
 695 void *pci_alloc_p2pmem(struct pci_dev *pdev, size_t size)
 696 {
 697         void *ret = NULL;
 698         struct percpu_ref *ref;
 699
 700         /*
 701          * Pairs with synchronize_rcu() in pci_p2pdma_release() to
 702          * ensure pdev->p2pdma is non-NULL for the duration of the
 703          * read-lock.
 704          */
 705         rcu_read_lock();
 706         if (unlikely(!pdev->p2pdma))
 707                 goto out;
 708
 709         ret = (void *)gen_pool_alloc_owner(pdev->p2pdma->pool, size,
 710                         (void **) &ref);
 711         if (!ret)
 712                 goto out;
 713
 714         if (unlikely(!percpu_ref_tryget_live(ref))) {
 715                 gen_pool_free(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long) ret, size);
 716                 ret = NULL;
 717                 goto out;
 718         }
 719 out:
 720         rcu_read_unlock();
 721         return ret;
 722 }
 723 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_alloc_p2pmem);
 724
 725 /**
 726  * pci_free_p2pmem - free peer-to-peer DMA memory
 727  * @pdev: the device the memory was allocated from
 728  * @addr: address of the memory that was allocated
 729  * @size: number of bytes that were allocated
 730  */
 731 void pci_free_p2pmem(struct pci_dev *pdev, void *addr, size_t size)
 732 {
 733         struct percpu_ref *ref;
 734
 735         gen_pool_free_owner(pdev->p2pdma->pool, (uintptr_t)addr, size,
 736                         (void **) &ref);
 737         percpu_ref_put(ref);
 738 }
 739 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_free_p2pmem);
 740
 741 /**
 742  * pci_virt_to_bus - return the PCI bus address for a given virtual
 743  *      address obtained with pci_alloc_p2pmem()
 744  * @pdev: the device the memory was allocated from
 745  * @addr: address of the memory that was allocated
 746  */
 747 pci_bus_addr_t pci_p2pmem_virt_to_bus(struct pci_dev *pdev, void *addr)
 748 {
 749         if (!addr)
 750                 return 0;
 751         if (!pdev->p2pdma)
 752                 return 0;
 753
 754         /*
 755          * Note: when we added the memory to the pool we used the PCI
 756          * bus address as the physical address. So gen_pool_virt_to_phys()
 757          * actually returns the bus address despite the misleading name.
 758          */
 759         return gen_pool_virt_to_phys(pdev->p2pdma->pool, (unsigned long)addr);
 760 }
 761 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_virt_to_bus);
 762
 763 /**
 764  * pci_p2pmem_alloc_sgl - allocate peer-to-peer DMA memory in a scatterlist
 765  * @pdev: the device to allocate memory from
 766  * @nents: the number of SG entries in the list
 767  * @length: number of bytes to allocate
 768  *
 769  * Return: %NULL on error or &struct scatterlist pointer and @nents on success
 770  */
 771 struct scatterlist *pci_p2pmem_alloc_sgl(struct pci_dev *pdev,
 772                                          unsigned int *nents, u32 length)
 773 {
 774         struct scatterlist *sg;
 775         void *addr;
 776
 777         sg = kzalloc(sizeof(*sg), GFP_KERNEL);
 778         if (!sg)
 779                 return NULL;
 780
 781         sg_init_table(sg, 1);
 782
 783         addr = pci_alloc_p2pmem(pdev, length);
 784         if (!addr)
 785                 goto out_free_sg;
 786
 787         sg_set_buf(sg, addr, length);
 788         *nents = 1;
 789         return sg;
 790
 791 out_free_sg:
 792         kfree(sg);
 793         return NULL;
 794 }
 795 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_alloc_sgl);
 796
 797 /**
 798  * pci_p2pmem_free_sgl - free a scatterlist allocated by pci_p2pmem_alloc_sgl()
 799  * @pdev: the device to allocate memory from
 800  * @sgl: the allocated scatterlist
 801  */
 802 void pci_p2pmem_free_sgl(struct pci_dev *pdev, struct scatterlist *sgl)
 803 {
 804         struct scatterlist *sg;
 805         int count;
 806
 807         for_each_sg(sgl, sg, INT_MAX, count) {
 808                 if (!sg)
 809                         break;
 810
 811                 pci_free_p2pmem(pdev, sg_virt(sg), sg->length);
 812         }
 813         kfree(sgl);
 814 }
 815 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_free_sgl);
 816
 817 /**
 818  * pci_p2pmem_publish - publish the peer-to-peer DMA memory for use by
 819  *      other devices with pci_p2pmem_find()
 820  * @pdev: the device with peer-to-peer DMA memory to publish
 821  * @publish: set to true to publish the memory, false to unpublish it
 822  *
 823  * Published memory can be used by other PCI device drivers for
 824  * peer-2-peer DMA operations. Non-published memory is reserved for
 825  * exclusive use of the device driver that registers the peer-to-peer
 826  * memory.
 827  */
 828 void pci_p2pmem_publish(struct pci_dev *pdev, bool publish)
 829 {
 830         if (pdev->p2pdma)
 831                 pdev->p2pdma->p2pmem_published = publish;
 832 }
 833 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pmem_publish);
 834
 835 static enum pci_p2pdma_map_type pci_p2pdma_map_type(struct pci_dev *provider,
 836                                                     struct pci_dev *client)
 837 {
 838         if (!provider->p2pdma)
 839                 return PCI_P2PDMA_MAP_NOT_SUPPORTED;
 840
 841         return xa_to_value(xa_load(&provider->p2pdma->map_types,
 842                                    map_types_idx(client)));
 843 }
 844
 845 static int __pci_p2pdma_map_sg(struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap,
 846                 struct device *dev, struct scatterlist *sg, int nents)
 847 {
 848         struct scatterlist *s;
 849         phys_addr_t paddr;
 850         int i;
 851
 852         /*
 853          * p2pdma mappings are not compatible with devices that use
 854          * dma_virt_ops. If the upper layers do the right thing
 855          * this should never happen because it will be prevented
 856          * by the check in pci_p2pdma_distance_many()
 857          */
 858         if (WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_DMA_VIRT_OPS) &&
 859                          dev->dma_ops == &dma_virt_ops))
 860                 return 0;
 861
 862         for_each_sg(sg, s, nents, i) {
 863                 paddr = sg_phys(s);
 864
 865                 s->dma_address = paddr - p2p_pgmap->bus_offset;
 866                 sg_dma_len(s) = s->length;
 867         }
 868
 869         return nents;
 870 }
 871
 872 /**
 873  * pci_p2pdma_map_sg - map a PCI peer-to-peer scatterlist for DMA
 874  * @dev: device doing the DMA request
 875  * @sg: scatter list to map
 876  * @nents: elements in the scatterlist
 877  * @dir: DMA direction
 878  * @attrs: DMA attributes passed to dma_map_sg() (if called)
 879  *
 880  * Scatterlists mapped with this function should be unmapped using
 881  * pci_p2pdma_unmap_sg_attrs().
 882  *
 883  * Returns the number of SG entries mapped or 0 on error.
 884  */
 885 int pci_p2pdma_map_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 886                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 887 {
 888         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap =
 889                 to_p2p_pgmap(sg_page(sg)->pgmap);
 890         struct pci_dev *client;
 891
 892         if (WARN_ON_ONCE(!dev_is_pci(dev)))
 893                 return 0;
 894
 895         client = to_pci_dev(dev);
 896
 897         switch (pci_p2pdma_map_type(p2p_pgmap->provider, client)) {
 898         case PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE:
 899                 return dma_map_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 900         case PCI_P2PDMA_MAP_BUS_ADDR:
 901                 return __pci_p2pdma_map_sg(p2p_pgmap, dev, sg, nents);
 902         default:
 903                 WARN_ON_ONCE(1);
 904                 return 0;
 905         }
 906 }
 907 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_map_sg_attrs);
 908
 909 /**
 910  * pci_p2pdma_unmap_sg - unmap a PCI peer-to-peer scatterlist that was
 911  *      mapped with pci_p2pdma_map_sg()
 912  * @dev: device doing the DMA request
 913  * @sg: scatter list to map
 914  * @nents: number of elements returned by pci_p2pdma_map_sg()
 915  * @dir: DMA direction
 916  * @attrs: DMA attributes passed to dma_unmap_sg() (if called)
 917  */
 918 void pci_p2pdma_unmap_sg_attrs(struct device *dev, struct scatterlist *sg,
 919                 int nents, enum dma_data_direction dir, unsigned long attrs)
 920 {
 921         struct pci_p2pdma_pagemap *p2p_pgmap =
 922                 to_p2p_pgmap(sg_page(sg)->pgmap);
 923         enum pci_p2pdma_map_type map_type;
 924         struct pci_dev *client;
 925
 926         if (WARN_ON_ONCE(!dev_is_pci(dev)))
 927                 return;
 928
 929         client = to_pci_dev(dev);
 930
 931         map_type = pci_p2pdma_map_type(p2p_pgmap->provider, client);
 932
 933         if (map_type == PCI_P2PDMA_MAP_THRU_HOST_BRIDGE)
 934                 dma_unmap_sg_attrs(dev, sg, nents, dir, attrs);
 935 }
 936 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_unmap_sg_attrs);
 937
 938 /**
 939  * pci_p2pdma_enable_store - parse a configfs/sysfs attribute store
 940  *              to enable p2pdma
 941  * @page: contents of the value to be stored
 942  * @p2p_dev: returns the PCI device that was selected to be used
 943  *              (if one was specified in the stored value)
 944  * @use_p2pdma: returns whether to enable p2pdma or not
 945  *
 946  * Parses an attribute value to decide whether to enable p2pdma.
 947  * The value can select a PCI device (using its full BDF device
 948  * name) or a boolean (in any format strtobool() accepts). A false
 949  * value disables p2pdma, a true value expects the caller
 950  * to automatically find a compatible device and specifying a PCI device
 951  * expects the caller to use the specific provider.
 952  *
 953  * pci_p2pdma_enable_show() should be used as the show operation for
 954  * the attribute.
 955  *
 956  * Returns 0 on success
 957  */
 958 int pci_p2pdma_enable_store(const char *page, struct pci_dev **p2p_dev,
 959                             bool *use_p2pdma)
 960 {
 961         struct device *dev;
 962
 963         dev = bus_find_device_by_name(&pci_bus_type, NULL, page);
 964         if (dev) {
 965                 *use_p2pdma = true;
 966                 *p2p_dev = to_pci_dev(dev);
 967
 968                 if (!pci_has_p2pmem(*p2p_dev)) {
 969                         pci_err(*p2p_dev,
 970                                 "PCI device has no peer-to-peer memory: %s\n",
 971                                 page);
 972                         pci_dev_put(*p2p_dev);
 973                         return -ENODEV;
 974                 }
 975
 976                 return 0;
 977         } else if ((page[0] == '0' || page[0] == '1') && !iscntrl(page[1])) {
 978                 /*
 979                  * If the user enters a PCI device that  doesn't exist
 980                  * like "0000:01:00.1", we don't want strtobool to think
 981                  * it's a '0' when it's clearly not what the user wanted.
 982                  * So we require 0's and 1's to be exactly one character.
 983                  */
 984         } else if (!strtobool(page, use_p2pdma)) {
 985                 return 0;
 986         }
 987
 988         pr_err("No such PCI device: %.*s\n", (int)strcspn(page, "\n"), page);
 989         return -ENODEV;
 990 }
 991 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_store);
 992
 993 /**
 994  * pci_p2pdma_enable_show - show a configfs/sysfs attribute indicating
 995  *              whether p2pdma is enabled
 996  * @page: contents of the stored value
 997  * @p2p_dev: the selected p2p device (NULL if no device is selected)
 998  * @use_p2pdma: whether p2pdma has been enabled
 999  *
1000  * Attributes that use pci_p2pdma_enable_store() should use this function
1001  * to show the value of the attribute.
1002  *
1003  * Returns 0 on success
1004  */
1005 ssize_t pci_p2pdma_enable_show(char *page, struct pci_dev *p2p_dev,
1006                                bool use_p2pdma)
1007 {
1008         if (!use_p2pdma)
1009                 return sprintf(page, "0\n");
1010
1011         if (!p2p_dev)
1012                 return sprintf(page, "1\n");
1013
1014         return sprintf(page, "%s\n", pci_name(p2p_dev));
1015 }
1016 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_p2pdma_enable_show);