pcie/portdrv_core.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Purpose:     PCI Express Port Bus Driver's Core Functions
   4  *
   5  * Copyright (C) 2004 Intel
   6  * Copyright (C) Tom Long Nguyen (tom.l.nguyen@intel.com)
   7  */
   8
   9 #include <linux/module.h>
  10 #include <linux/pci.h>
  11 #include <linux/kernel.h>
  12 #include <linux/errno.h>
  13 #include <linux/pm.h>
  14 #include <linux/pm_runtime.h>
  15 #include <linux/string.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #include <linux/aer.h>
  18
  19 #include "../pci.h"
  20 #include "portdrv.h"
  21
  22 struct portdrv_service_data {
  23         struct pcie_port_service_driver *drv;
  24         struct device *dev;
  25         u32 service;
  26 };
  27
  28 /**
  29  * release_pcie_device - free PCI Express port service device structure
  30  * @dev: Port service device to release
  31  *
  32  * Invoked automatically when device is being removed in response to
  33  * device_unregister(dev).  Release all resources being claimed.
  34  */
  35 static void release_pcie_device(struct device *dev)
  36 {
  37         kfree(to_pcie_device(dev));
  38 }
  39
  40 /*
  41  * Fill in *pme, *aer, *dpc with the relevant Interrupt Message Numbers if
  42  * services are enabled in "mask".  Return the number of MSI/MSI-X vectors
  43  * required to accommodate the largest Message Number.
  44  */
  45 static int pcie_message_numbers(struct pci_dev *dev, int mask,
  46                                 u32 *pme, u32 *aer, u32 *dpc)
  47 {
  48         u32 nvec = 0, pos;
  49         u16 reg16;
  50
  51         /*
  52          * The Interrupt Message Number indicates which vector is used, i.e.,
  53          * the MSI-X table entry or the MSI offset between the base Message
  54          * Data and the generated interrupt message.  See PCIe r3.1, sec
  55          * 7.8.2, 7.10.10, 7.31.2.
  56          */
  57
  58         if (mask & (PCIE_PORT_SERVICE_PME | PCIE_PORT_SERVICE_HP |
  59                     PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF)) {
  60                 pcie_capability_read_word(dev, PCI_EXP_FLAGS, &reg16);
  61                 *pme = (reg16 & PCI_EXP_FLAGS_IRQ) >> 9;
  62                 nvec = *pme + 1;
  63         }
  64
  65 #ifdef CONFIG_PCIEAER
  66         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_AER) {
  67                 u32 reg32;
  68
  69                 pos = dev->aer_cap;
  70                 if (pos) {
  71                         pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_ERR_ROOT_STATUS,
  72                                               &reg32);
  73                         *aer = (reg32 & PCI_ERR_ROOT_AER_IRQ) >> 27;
  74                         nvec = max(nvec, *aer + 1);
  75                 }
  76         }
  77 #endif
  78
  79         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_DPC) {
  80                 pos = pci_find_ext_capability(dev, PCI_EXT_CAP_ID_DPC);
  81                 if (pos) {
  82                         pci_read_config_word(dev, pos + PCI_EXP_DPC_CAP,
  83                                              &reg16);
  84                         *dpc = reg16 & PCI_EXP_DPC_IRQ;
  85                         nvec = max(nvec, *dpc + 1);
  86                 }
  87         }
  88
  89         return nvec;
  90 }
  91
  92 /**
  93  * pcie_port_enable_irq_vec - try to set up MSI-X or MSI as interrupt mode
  94  * for given port
  95  * @dev: PCI Express port to handle
  96  * @irqs: Array of interrupt vectors to populate
  97  * @mask: Bitmask of port capabilities returned by get_port_device_capability()
  98  *
  99  * Return value: 0 on success, error code on failure
 100  */
 101 static int pcie_port_enable_irq_vec(struct pci_dev *dev, int *irqs, int mask)
 102 {
 103         int nr_entries, nvec, pcie_irq;
 104         u32 pme = 0, aer = 0, dpc = 0;
 105
 106         /* Allocate the maximum possible number of MSI/MSI-X vectors */
 107         nr_entries = pci_alloc_irq_vectors(dev, 1, PCIE_PORT_MAX_MSI_ENTRIES,
 108                         PCI_IRQ_MSIX | PCI_IRQ_MSI);
 109         if (nr_entries < 0)
 110                 return nr_entries;
 111
 112         /* See how many and which Interrupt Message Numbers we actually use */
 113         nvec = pcie_message_numbers(dev, mask, &pme, &aer, &dpc);
 114         if (nvec > nr_entries) {
 115                 pci_free_irq_vectors(dev);
 116                 return -EIO;
 117         }
 118
 119         /*
 120          * If we allocated more than we need, free them and reallocate fewer.
 121          *
 122          * Reallocating may change the specific vectors we get, so
 123          * pci_irq_vector() must be done *after* the reallocation.
 124          *
 125          * If we're using MSI, hardware is *allowed* to change the Interrupt
 126          * Message Numbers when we free and reallocate the vectors, but we
 127          * assume it won't because we allocate enough vectors for the
 128          * biggest Message Number we found.
 129          */
 130         if (nvec != nr_entries) {
 131                 pci_free_irq_vectors(dev);
 132
 133                 nr_entries = pci_alloc_irq_vectors(dev, nvec, nvec,
 134                                 PCI_IRQ_MSIX | PCI_IRQ_MSI);
 135                 if (nr_entries < 0)
 136                         return nr_entries;
 137         }
 138
 139         /* PME, hotplug and bandwidth notification share an MSI/MSI-X vector */
 140         if (mask & (PCIE_PORT_SERVICE_PME | PCIE_PORT_SERVICE_HP |
 141                     PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF)) {
 142                 pcie_irq = pci_irq_vector(dev, pme);
 143                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_PME_SHIFT] = pcie_irq;
 144                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_HP_SHIFT] = pcie_irq;
 145                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF_SHIFT] = pcie_irq;
 146         }
 147
 148         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_AER)
 149                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_AER_SHIFT] = pci_irq_vector(dev, aer);
 150
 151         if (mask & PCIE_PORT_SERVICE_DPC)
 152                 irqs[PCIE_PORT_SERVICE_DPC_SHIFT] = pci_irq_vector(dev, dpc);
 153
 154         return 0;
 155 }
 156
 157 /**
 158  * pcie_init_service_irqs - initialize irqs for PCI Express port services
 159  * @dev: PCI Express port to handle
 160  * @irqs: Array of irqs to populate
 161  * @mask: Bitmask of port capabilities returned by get_port_device_capability()
 162  *
 163  * Return value: Interrupt mode associated with the port
 164  */
 165 static int pcie_init_service_irqs(struct pci_dev *dev, int *irqs, int mask)
 166 {
 167         int ret, i;
 168
 169         for (i = 0; i < PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES; i++)
 170                 irqs[i] = -1;
 171
 172         /*
 173          * If we support PME but can't use MSI/MSI-X for it, we have to
 174          * fall back to INTx or other interrupts, e.g., a system shared
 175          * interrupt.
 176          */
 177         if ((mask & PCIE_PORT_SERVICE_PME) && pcie_pme_no_msi())
 178                 goto legacy_irq;
 179
 180         /* Try to use MSI-X or MSI if supported */
 181         if (pcie_port_enable_irq_vec(dev, irqs, mask) == 0)
 182                 return 0;
 183
 184 legacy_irq:
 185         /* fall back to legacy IRQ */
 186         ret = pci_alloc_irq_vectors(dev, 1, 1, PCI_IRQ_LEGACY);
 187         if (ret < 0)
 188                 return -ENODEV;
 189
 190         for (i = 0; i < PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES; i++)
 191                 irqs[i] = pci_irq_vector(dev, 0);
 192
 193         return 0;
 194 }
 195
 196 /**
 197  * get_port_device_capability - discover capabilities of a PCI Express port
 198  * @dev: PCI Express port to examine
 199  *
 200  * The capabilities are read from the port's PCI Express configuration registers
 201  * as described in PCI Express Base Specification 1.0a sections 7.8.2, 7.8.9 and
 202  * 7.9 - 7.11.
 203  *
 204  * Return value: Bitmask of discovered port capabilities
 205  */
 206 static int get_port_device_capability(struct pci_dev *dev)
 207 {
 208         struct pci_host_bridge *host = pci_find_host_bridge(dev->bus);
 209         int services = 0;
 210
 211         if (dev->is_hotplug_bridge &&
 212             (pcie_ports_native || host->native_pcie_hotplug)) {
 213                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_HP;
 214
 215                 /*
 216                  * Disable hot-plug interrupts in case they have been enabled
 217                  * by the BIOS and the hot-plug service driver is not loaded.
 218                  */
 219                 pcie_capability_clear_word(dev, PCI_EXP_SLTCTL,
 220                           PCI_EXP_SLTCTL_CCIE | PCI_EXP_SLTCTL_HPIE);
 221         }
 222
 223 #ifdef CONFIG_PCIEAER
 224         if (dev->aer_cap && pci_aer_available() &&
 225             (pcie_ports_native || host->native_aer)) {
 226                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_AER;
 227
 228                 /*
 229                  * Disable AER on this port in case it's been enabled by the
 230                  * BIOS (the AER service driver will enable it when necessary).
 231                  */
 232                 pci_disable_pcie_error_reporting(dev);
 233         }
 234 #endif
 235
 236         /*
 237          * Root ports are capable of generating PME too.  Root Complex
 238          * Event Collectors can also generate PMEs, but we don't handle
 239          * those yet.
 240          */
 241         if (pci_pcie_type(dev) == PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT &&
 242             (pcie_ports_native || host->native_pme)) {
 243                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_PME;
 244
 245                 /*
 246                  * Disable PME interrupt on this port in case it's been enabled
 247                  * by the BIOS (the PME service driver will enable it when
 248                  * necessary).
 249                  */
 250                 pcie_pme_interrupt_enable(dev, false);
 251         }
 252
 253         /*
 254          * With dpc-native, allow Linux to use DPC even if it doesn't have
 255          * permission to use AER.
 256          */
 257         if (pci_find_ext_capability(dev, PCI_EXT_CAP_ID_DPC) &&
 258             pci_aer_available() &&
 259             (pcie_ports_dpc_native || (services & PCIE_PORT_SERVICE_AER)))
 260                 services |= PCIE_PORT_SERVICE_DPC;
 261
 262         if (pci_pcie_type(dev) == PCI_EXP_TYPE_DOWNSTREAM ||
 263             pci_pcie_type(dev) == PCI_EXP_TYPE_ROOT_PORT) {
 264                 u32 linkcap;
 265
 266                 pcie_capability_read_dword(dev, PCI_EXP_LNKCAP, &linkcap);
 267                 if (linkcap & PCI_EXP_LNKCAP_LBNC)
 268                         services |= PCIE_PORT_SERVICE_BWNOTIF;
 269         }
 270
 271         return services;
 272 }
 273
 274 /**
 275  * pcie_device_init - allocate and initialize PCI Express port service device
 276  * @pdev: PCI Express port to associate the service device with
 277  * @service: Type of service to associate with the service device
 278  * @irq: Interrupt vector to associate with the service device
 279  */
 280 static int pcie_device_init(struct pci_dev *pdev, int service, int irq)
 281 {
 282         int retval;
 283         struct pcie_device *pcie;
 284         struct device *device;
 285
 286         pcie = kzalloc(sizeof(*pcie), GFP_KERNEL);
 287         if (!pcie)
 288                 return -ENOMEM;
 289         pcie->port = pdev;
 290         pcie->irq = irq;
 291         pcie->service = service;
 292
 293         /* Initialize generic device interface */
 294         device = &pcie->device;
 295         device->bus = &pcie_port_bus_type;
 296         device->release = release_pcie_device;  /* callback to free pcie dev */
 297         dev_set_name(device, "%s:pcie%03x",
 298                      pci_name(pdev),
 299                      get_descriptor_id(pci_pcie_type(pdev), service));
 300         device->parent = &pdev->dev;
 301         device_enable_async_suspend(device);
 302
 303         retval = device_register(device);
 304         if (retval) {
 305                 put_device(device);
 306                 return retval;
 307         }
 308
 309         pm_runtime_no_callbacks(device);
 310
 311         return 0;
 312 }
 313
 314 /**
 315  * pcie_port_device_register - register PCI Express port
 316  * @dev: PCI Express port to register
 317  *
 318  * Allocate the port extension structure and register services associated with
 319  * the port.
 320  */
 321 int pcie_port_device_register(struct pci_dev *dev)
 322 {
 323         int status, capabilities, i, nr_service;
 324         int irqs[PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES];
 325
 326         /* Enable PCI Express port device */
 327         status = pci_enable_device(dev);
 328         if (status)
 329                 return status;
 330
 331         /* Get and check PCI Express port services */
 332         capabilities = get_port_device_capability(dev);
 333         if (!capabilities)
 334                 return 0;
 335
 336         pci_set_master(dev);
 337         /*
 338          * Initialize service irqs. Don't use service devices that
 339          * require interrupts if there is no way to generate them.
 340          * However, some drivers may have a polling mode (e.g. pciehp_poll_mode)
 341          * that can be used in the absence of irqs.  Allow them to determine
 342          * if that is to be used.
 343          */
 344         status = pcie_init_service_irqs(dev, irqs, capabilities);
 345         if (status) {
 346                 capabilities &= PCIE_PORT_SERVICE_HP;
 347                 if (!capabilities)
 348                         goto error_disable;
 349         }
 350
 351         /* Allocate child services if any */
 352         status = -ENODEV;
 353         nr_service = 0;
 354         for (i = 0; i < PCIE_PORT_DEVICE_MAXSERVICES; i++) {
 355                 int service = 1 << i;
 356                 if (!(capabilities & service))
 357                         continue;
 358                 if (!pcie_device_init(dev, service, irqs[i]))
 359                         nr_service++;
 360         }
 361         if (!nr_service)
 362                 goto error_cleanup_irqs;
 363
 364         return 0;
 365
 366 error_cleanup_irqs:
 367         pci_free_irq_vectors(dev);
 368 error_disable:
 369         pci_disable_device(dev);
 370         return status;
 371 }
 372
 373 #ifdef CONFIG_PM
 374 typedef int (*pcie_pm_callback_t)(struct pcie_device *);
 375
 376 static int pm_iter(struct device *dev, void *data)
 377 {
 378         struct pcie_port_service_driver *service_driver;
 379         size_t offset = *(size_t *)data;
 380         pcie_pm_callback_t cb;
 381
 382         if ((dev->bus == &pcie_port_bus_type) && dev->driver) {
 383                 service_driver = to_service_driver(dev->driver);
 384                 cb = *(pcie_pm_callback_t *)((void *)service_driver + offset);
 385                 if (cb)
 386                         return cb(to_pcie_device(dev));
 387         }
 388         return 0;
 389 }
 390
 391 /**
 392  * pcie_port_device_suspend - suspend port services associated with a PCIe port
 393  * @dev: PCI Express port to handle
 394  */
 395 int pcie_port_device_suspend(struct device *dev)
 396 {
 397         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, suspend);
 398         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 399 }
 400
 401 int pcie_port_device_resume_noirq(struct device *dev)
 402 {
 403         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, resume_noirq);
 404         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 405 }
 406
 407 /**
 408  * pcie_port_device_resume - resume port services associated with a PCIe port
 409  * @dev: PCI Express port to handle
 410  */
 411 int pcie_port_device_resume(struct device *dev)
 412 {
 413         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, resume);
 414         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 415 }
 416
 417 /**
 418  * pcie_port_device_runtime_suspend - runtime suspend port services
 419  * @dev: PCI Express port to handle
 420  */
 421 int pcie_port_device_runtime_suspend(struct device *dev)
 422 {
 423         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, runtime_suspend);
 424         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 425 }
 426
 427 /**
 428  * pcie_port_device_runtime_resume - runtime resume port services
 429  * @dev: PCI Express port to handle
 430  */
 431 int pcie_port_device_runtime_resume(struct device *dev)
 432 {
 433         size_t off = offsetof(struct pcie_port_service_driver, runtime_resume);
 434         return device_for_each_child(dev, &off, pm_iter);
 435 }
 436 #endif /* PM */
 437
 438 static int remove_iter(struct device *dev, void *data)
 439 {
 440         if (dev->bus == &pcie_port_bus_type)
 441                 device_unregister(dev);
 442         return 0;
 443 }
 444
 445 static int find_service_iter(struct device *device, void *data)
 446 {
 447         struct pcie_port_service_driver *service_driver;
 448         struct portdrv_service_data *pdrvs;
 449         u32 service;
 450
 451         pdrvs = (struct portdrv_service_data *) data;
 452         service = pdrvs->service;
 453
 454         if (device->bus == &pcie_port_bus_type && device->driver) {
 455                 service_driver = to_service_driver(device->driver);
 456                 if (service_driver->service == service) {
 457                         pdrvs->drv = service_driver;
 458                         pdrvs->dev = device;
 459                         return 1;
 460                 }
 461         }
 462
 463         return 0;
 464 }
 465
 466 /**
 467  * pcie_port_find_device - find the struct device
 468  * @dev: PCI Express port the service is associated with
 469  * @service: For the service to find
 470  *
 471  * Find the struct device associated with given service on a pci_dev
 472  */
 473 struct device *pcie_port_find_device(struct pci_dev *dev,
 474                                       u32 service)
 475 {
 476         struct device *device;
 477         struct portdrv_service_data pdrvs;
 478
 479         pdrvs.dev = NULL;
 480         pdrvs.service = service;
 481         device_for_each_child(&dev->dev, &pdrvs, find_service_iter);
 482
 483         device = pdrvs.dev;
 484         return device;
 485 }
 486 EXPORT_SYMBOL_GPL(pcie_port_find_device);
 487
 488 /**
 489  * pcie_port_device_remove - unregister PCI Express port service devices
 490  * @dev: PCI Express port the service devices to unregister are associated with
 491  *
 492  * Remove PCI Express port service devices associated with given port and
 493  * disable MSI-X or MSI for the port.
 494  */
 495 void pcie_port_device_remove(struct pci_dev *dev)
 496 {
 497         device_for_each_child(&dev->dev, NULL, remove_iter);
 498         pci_free_irq_vectors(dev);
 499         pci_disable_device(dev);
 500 }
 501
 502 /**
 503  * pcie_port_probe_service - probe driver for given PCI Express port service
 504  * @dev: PCI Express port service device to probe against
 505  *
 506  * If PCI Express port service driver is registered with
 507  * pcie_port_service_register(), this function will be called by the driver core
 508  * whenever match is found between the driver and a port service device.
 509  */
 510 static int pcie_port_probe_service(struct device *dev)
 511 {
 512         struct pcie_device *pciedev;
 513         struct pcie_port_service_driver *driver;
 514         int status;
 515
 516         if (!dev || !dev->driver)
 517                 return -ENODEV;
 518
 519         driver = to_service_driver(dev->driver);
 520         if (!driver || !driver->probe)
 521                 return -ENODEV;
 522
 523         pciedev = to_pcie_device(dev);
 524         status = driver->probe(pciedev);
 525         if (status)
 526                 return status;
 527
 528         get_device(dev);
 529         return 0;
 530 }
 531
 532 /**
 533  * pcie_port_remove_service - detach driver from given PCI Express port service
 534  * @dev: PCI Express port service device to handle
 535  *
 536  * If PCI Express port service driver is registered with
 537  * pcie_port_service_register(), this function will be called by the driver core
 538  * when device_unregister() is called for the port service device associated
 539  * with the driver.
 540  */
 541 static int pcie_port_remove_service(struct device *dev)
 542 {
 543         struct pcie_device *pciedev;
 544         struct pcie_port_service_driver *driver;
 545
 546         if (!dev || !dev->driver)
 547                 return 0;
 548
 549         pciedev = to_pcie_device(dev);
 550         driver = to_service_driver(dev->driver);
 551         if (driver && driver->remove) {
 552                 driver->remove(pciedev);
 553                 put_device(dev);
 554         }
 555         return 0;
 556 }
 557
 558 /**
 559  * pcie_port_shutdown_service - shut down given PCI Express port service
 560  * @dev: PCI Express port service device to handle
 561  *
 562  * If PCI Express port service driver is registered with
 563  * pcie_port_service_register(), this function will be called by the driver core
 564  * when device_shutdown() is called for the port service device associated
 565  * with the driver.
 566  */
 567 static void pcie_port_shutdown_service(struct device *dev) {}
 568
 569 /**
 570  * pcie_port_service_register - register PCI Express port service driver
 571  * @new: PCI Express port service driver to register
 572  */
 573 int pcie_port_service_register(struct pcie_port_service_driver *new)
 574 {
 575         if (pcie_ports_disabled)
 576                 return -ENODEV;
 577
 578         new->driver.name = new->name;
 579         new->driver.bus = &pcie_port_bus_type;
 580         new->driver.probe = pcie_port_probe_service;
 581         new->driver.remove = pcie_port_remove_service;
 582         new->driver.shutdown = pcie_port_shutdown_service;
 583
 584         return driver_register(&new->driver);
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL(pcie_port_service_register);
 587
 588 /**
 589  * pcie_port_service_unregister - unregister PCI Express port service driver
 590  * @drv: PCI Express port service driver to unregister
 591  */
 592 void pcie_port_service_unregister(struct pcie_port_service_driver *drv)
 593 {
 594         driver_unregister(&drv->driver);
 595 }
 596 EXPORT_SYMBOL(pcie_port_service_unregister);