ed651baa7c50033b6dd048e6f9bca3ba5d85105d
[cascardo/linux.git] / drivers / pci / host / pci-hyperv.c
1 /*
2  * Copyright (c) Microsoft Corporation.
3  *
4  * Author:
5  *   Jake Oshins <jakeo@microsoft.com>
6  *
7  * This driver acts as a paravirtual front-end for PCI Express root buses.
8  * When a PCI Express function (either an entire device or an SR-IOV
9  * Virtual Function) is being passed through to the VM, this driver exposes
10  * a new bus to the guest VM.  This is modeled as a root PCI bus because
11  * no bridges are being exposed to the VM.  In fact, with a "Generation 2"
12  * VM within Hyper-V, there may seem to be no PCI bus at all in the VM
13  * until a device as been exposed using this driver.
14  *
15  * Each root PCI bus has its own PCI domain, which is called "Segment" in
16  * the PCI Firmware Specifications.  Thus while each device passed through
17  * to the VM using this front-end will appear at "device 0", the domain will
18  * be unique.  Typically, each bus will have one PCI function on it, though
19  * this driver does support more than one.
20  *
21  * In order to map the interrupts from the device through to the guest VM,
22  * this driver also implements an IRQ Domain, which handles interrupts (either
23  * MSI or MSI-X) associated with the functions on the bus.  As interrupts are
24  * set up, torn down, or reaffined, this driver communicates with the
25  * underlying hypervisor to adjust the mappings in the I/O MMU so that each
26  * interrupt will be delivered to the correct virtual processor at the right
27  * vector.  This driver does not support level-triggered (line-based)
28  * interrupts, and will report that the Interrupt Line register in the
29  * function's configuration space is zero.
30  *
31  * The rest of this driver mostly maps PCI concepts onto underlying Hyper-V
32  * facilities.  For instance, the configuration space of a function exposed
33  * by Hyper-V is mapped into a single page of memory space, and the
34  * read and write handlers for config space must be aware of this mechanism.
35  * Similarly, device setup and teardown involves messages sent to and from
36  * the PCI back-end driver in Hyper-V.
37  *
38  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
39  * under the terms of the GNU General Public License version 2 as published
40  * by the Free Software Foundation.
41  *
42  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
43  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
44  * MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, GOOD TITLE or
45  * NON INFRINGEMENT.  See the GNU General Public License for more
46  * details.
47  *
48  */
49
50 #include <linux/kernel.h>
51 #include <linux/module.h>
52 #include <linux/pci.h>
53 #include <linux/semaphore.h>
54 #include <linux/irqdomain.h>
55 #include <asm/irqdomain.h>
56 #include <asm/apic.h>
57 #include <linux/msi.h>
58 #include <linux/hyperv.h>
59 #include <asm/mshyperv.h>
60
61 /*
62  * Protocol versions. The low word is the minor version, the high word the
63  * major version.
64  */
65
66 #define PCI_MAKE_VERSION(major, minor) ((u32)(((major) << 16) | (major)))
67 #define PCI_MAJOR_VERSION(version) ((u32)(version) >> 16)
68 #define PCI_MINOR_VERSION(version) ((u32)(version) & 0xff)
69
70 enum {
71         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1 = PCI_MAKE_VERSION(1, 1),
72         PCI_PROTOCOL_VERSION_CURRENT = PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1
73 };
74
75 #define PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH  0x2000
76 #define CFG_PAGE_OFFSET 0x1000
77 #define CFG_PAGE_SIZE (PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH - CFG_PAGE_OFFSET)
78
79 #define MAX_SUPPORTED_MSI_MESSAGES 0x400
80
81 /*
82  * Message Types
83  */
84
85 enum pci_message_type {
86         /*
87          * Version 1.1
88          */
89         PCI_MESSAGE_BASE                = 0x42490000,
90         PCI_BUS_RELATIONS               = PCI_MESSAGE_BASE + 0,
91         PCI_QUERY_BUS_RELATIONS         = PCI_MESSAGE_BASE + 1,
92         PCI_POWER_STATE_CHANGE          = PCI_MESSAGE_BASE + 4,
93         PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS = PCI_MESSAGE_BASE + 5,
94         PCI_QUERY_RESOURCE_RESOURCES    = PCI_MESSAGE_BASE + 6,
95         PCI_BUS_D0ENTRY                 = PCI_MESSAGE_BASE + 7,
96         PCI_BUS_D0EXIT                  = PCI_MESSAGE_BASE + 8,
97         PCI_READ_BLOCK                  = PCI_MESSAGE_BASE + 9,
98         PCI_WRITE_BLOCK                 = PCI_MESSAGE_BASE + 0xA,
99         PCI_EJECT                       = PCI_MESSAGE_BASE + 0xB,
100         PCI_QUERY_STOP                  = PCI_MESSAGE_BASE + 0xC,
101         PCI_REENABLE                    = PCI_MESSAGE_BASE + 0xD,
102         PCI_QUERY_STOP_FAILED           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xE,
103         PCI_EJECTION_COMPLETE           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xF,
104         PCI_RESOURCES_ASSIGNED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x10,
105         PCI_RESOURCES_RELEASED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x11,
106         PCI_INVALIDATE_BLOCK            = PCI_MESSAGE_BASE + 0x12,
107         PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION      = PCI_MESSAGE_BASE + 0x13,
108         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x14,
109         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x15,
110         PCI_MESSAGE_MAXIMUM
111 };
112
113 /*
114  * Structures defining the virtual PCI Express protocol.
115  */
116
117 union pci_version {
118         struct {
119                 u16 minor_version;
120                 u16 major_version;
121         } parts;
122         u32 version;
123 } __packed;
124
125 /*
126  * Function numbers are 8-bits wide on Express, as interpreted through ARI,
127  * which is all this driver does.  This representation is the one used in
128  * Windows, which is what is expected when sending this back and forth with
129  * the Hyper-V parent partition.
130  */
131 union win_slot_encoding {
132         struct {
133                 u32     func:8;
134                 u32     reserved:24;
135         } bits;
136         u32 slot;
137 } __packed;
138
139 /*
140  * Pretty much as defined in the PCI Specifications.
141  */
142 struct pci_function_description {
143         u16     v_id;   /* vendor ID */
144         u16     d_id;   /* device ID */
145         u8      rev;
146         u8      prog_intf;
147         u8      subclass;
148         u8      base_class;
149         u32     subsystem_id;
150         union win_slot_encoding win_slot;
151         u32     ser;    /* serial number */
152 } __packed;
153
154 /**
155  * struct hv_msi_desc
156  * @vector:             IDT entry
157  * @delivery_mode:      As defined in Intel's Programmer's
158  *                      Reference Manual, Volume 3, Chapter 8.
159  * @vector_count:       Number of contiguous entries in the
160  *                      Interrupt Descriptor Table that are
161  *                      occupied by this Message-Signaled
162  *                      Interrupt. For "MSI", as first defined
163  *                      in PCI 2.2, this can be between 1 and
164  *                      32. For "MSI-X," as first defined in PCI
165  *                      3.0, this must be 1, as each MSI-X table
166  *                      entry would have its own descriptor.
167  * @reserved:           Empty space
168  * @cpu_mask:           All the target virtual processors.
169  */
170 struct hv_msi_desc {
171         u8      vector;
172         u8      delivery_mode;
173         u16     vector_count;
174         u32     reserved;
175         u64     cpu_mask;
176 } __packed;
177
178 /**
179  * struct tran_int_desc
180  * @reserved:           unused, padding
181  * @vector_count:       same as in hv_msi_desc
182  * @data:               This is the "data payload" value that is
183  *                      written by the device when it generates
184  *                      a message-signaled interrupt, either MSI
185  *                      or MSI-X.
186  * @address:            This is the address to which the data
187  *                      payload is written on interrupt
188  *                      generation.
189  */
190 struct tran_int_desc {
191         u16     reserved;
192         u16     vector_count;
193         u32     data;
194         u64     address;
195 } __packed;
196
197 /*
198  * A generic message format for virtual PCI.
199  * Specific message formats are defined later in the file.
200  */
201
202 struct pci_message {
203         u32 message_type;
204 } __packed;
205
206 struct pci_child_message {
207         u32 message_type;
208         union win_slot_encoding wslot;
209 } __packed;
210
211 struct pci_incoming_message {
212         struct vmpacket_descriptor hdr;
213         struct pci_message message_type;
214 } __packed;
215
216 struct pci_response {
217         struct vmpacket_descriptor hdr;
218         s32 status;                     /* negative values are failures */
219 } __packed;
220
221 struct pci_packet {
222         void (*completion_func)(void *context, struct pci_response *resp,
223                                 int resp_packet_size);
224         void *compl_ctxt;
225         struct pci_message message;
226 };
227
228 /*
229  * Specific message types supporting the PCI protocol.
230  */
231
232 /*
233  * Version negotiation message. Sent from the guest to the host.
234  * The guest is free to try different versions until the host
235  * accepts the version.
236  *
237  * pci_version: The protocol version requested.
238  * is_last_attempt: If TRUE, this is the last version guest will request.
239  * reservedz: Reserved field, set to zero.
240  */
241
242 struct pci_version_request {
243         struct pci_message message_type;
244         enum pci_message_type protocol_version;
245 } __packed;
246
247 /*
248  * Bus D0 Entry.  This is sent from the guest to the host when the virtual
249  * bus (PCI Express port) is ready for action.
250  */
251
252 struct pci_bus_d0_entry {
253         struct pci_message message_type;
254         u32 reserved;
255         u64 mmio_base;
256 } __packed;
257
258 struct pci_bus_relations {
259         struct pci_incoming_message incoming;
260         u32 device_count;
261         struct pci_function_description func[1];
262 } __packed;
263
264 struct pci_q_res_req_response {
265         struct vmpacket_descriptor hdr;
266         s32 status;                     /* negative values are failures */
267         u32 probed_bar[6];
268 } __packed;
269
270 struct pci_set_power {
271         struct pci_message message_type;
272         union win_slot_encoding wslot;
273         u32 power_state;                /* In Windows terms */
274         u32 reserved;
275 } __packed;
276
277 struct pci_set_power_response {
278         struct vmpacket_descriptor hdr;
279         s32 status;                     /* negative values are failures */
280         union win_slot_encoding wslot;
281         u32 resultant_state;            /* In Windows terms */
282         u32 reserved;
283 } __packed;
284
285 struct pci_resources_assigned {
286         struct pci_message message_type;
287         union win_slot_encoding wslot;
288         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
289         u32 msi_descriptors;
290         u32 reserved[4];
291 } __packed;
292
293 struct pci_create_interrupt {
294         struct pci_message message_type;
295         union win_slot_encoding wslot;
296         struct hv_msi_desc int_desc;
297 } __packed;
298
299 struct pci_create_int_response {
300         struct pci_response response;
301         u32 reserved;
302         struct tran_int_desc int_desc;
303 } __packed;
304
305 struct pci_delete_interrupt {
306         struct pci_message message_type;
307         union win_slot_encoding wslot;
308         struct tran_int_desc int_desc;
309 } __packed;
310
311 struct pci_dev_incoming {
312         struct pci_incoming_message incoming;
313         union win_slot_encoding wslot;
314 } __packed;
315
316 struct pci_eject_response {
317         u32 message_type;
318         union win_slot_encoding wslot;
319         u32 status;
320 } __packed;
321
322 static int pci_ring_size = (4 * PAGE_SIZE);
323
324 /*
325  * Definitions or interrupt steering hypercall.
326  */
327 #define HV_PARTITION_ID_SELF            ((u64)-1)
328 #define HVCALL_RETARGET_INTERRUPT       0x7e
329
330 struct retarget_msi_interrupt {
331         u64     partition_id;           /* use "self" */
332         u64     device_id;
333         u32     source;                 /* 1 for MSI(-X) */
334         u32     reserved1;
335         u32     address;
336         u32     data;
337         u64     reserved2;
338         u32     vector;
339         u32     flags;
340         u64     vp_mask;
341 } __packed;
342
343 /*
344  * Driver specific state.
345  */
346
347 enum hv_pcibus_state {
348         hv_pcibus_init = 0,
349         hv_pcibus_probed,
350         hv_pcibus_installed,
351         hv_pcibus_maximum
352 };
353
354 struct hv_pcibus_device {
355         struct pci_sysdata sysdata;
356         enum hv_pcibus_state state;
357         atomic_t remove_lock;
358         struct hv_device *hdev;
359         resource_size_t low_mmio_space;
360         resource_size_t high_mmio_space;
361         struct resource *mem_config;
362         struct resource *low_mmio_res;
363         struct resource *high_mmio_res;
364         struct completion *survey_event;
365         struct completion remove_event;
366         struct pci_bus *pci_bus;
367         spinlock_t config_lock; /* Avoid two threads writing index page */
368         spinlock_t device_list_lock;    /* Protect lists below */
369         void __iomem *cfg_addr;
370
371         struct semaphore enum_sem;
372         struct list_head resources_for_children;
373
374         struct list_head children;
375         struct list_head dr_list;
376         struct work_struct wrk;
377
378         struct msi_domain_info msi_info;
379         struct msi_controller msi_chip;
380         struct irq_domain *irq_domain;
381 };
382
383 /*
384  * Tracks "Device Relations" messages from the host, which must be both
385  * processed in order and deferred so that they don't run in the context
386  * of the incoming packet callback.
387  */
388 struct hv_dr_work {
389         struct work_struct wrk;
390         struct hv_pcibus_device *bus;
391 };
392
393 struct hv_dr_state {
394         struct list_head list_entry;
395         u32 device_count;
396         struct pci_function_description func[1];
397 };
398
399 enum hv_pcichild_state {
400         hv_pcichild_init = 0,
401         hv_pcichild_requirements,
402         hv_pcichild_resourced,
403         hv_pcichild_ejecting,
404         hv_pcichild_maximum
405 };
406
407 enum hv_pcidev_ref_reason {
408         hv_pcidev_ref_invalid = 0,
409         hv_pcidev_ref_initial,
410         hv_pcidev_ref_by_slot,
411         hv_pcidev_ref_packet,
412         hv_pcidev_ref_pnp,
413         hv_pcidev_ref_childlist,
414         hv_pcidev_irqdata,
415         hv_pcidev_ref_max
416 };
417
418 struct hv_pci_dev {
419         /* List protected by pci_rescan_remove_lock */
420         struct list_head list_entry;
421         atomic_t refs;
422         enum hv_pcichild_state state;
423         struct pci_function_description desc;
424         bool reported_missing;
425         struct hv_pcibus_device *hbus;
426         struct work_struct wrk;
427
428         /*
429          * What would be observed if one wrote 0xFFFFFFFF to a BAR and then
430          * read it back, for each of the BAR offsets within config space.
431          */
432         u32 probed_bar[6];
433 };
434
435 struct hv_pci_compl {
436         struct completion host_event;
437         s32 completion_status;
438 };
439
440 /**
441  * hv_pci_generic_compl() - Invoked for a completion packet
442  * @context:            Set up by the sender of the packet.
443  * @resp:               The response packet
444  * @resp_packet_size:   Size in bytes of the packet
445  *
446  * This function is used to trigger an event and report status
447  * for any message for which the completion packet contains a
448  * status and nothing else.
449  */
450 static
451 void
452 hv_pci_generic_compl(void *context, struct pci_response *resp,
453                      int resp_packet_size)
454 {
455         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
456
457         if (resp_packet_size >= offsetofend(struct pci_response, status))
458                 comp_pkt->completion_status = resp->status;
459         complete(&comp_pkt->host_event);
460 }
461
462 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
463                                                 u32 wslot);
464 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hv_pcidev,
465                          enum hv_pcidev_ref_reason reason);
466 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hv_pcidev,
467                          enum hv_pcidev_ref_reason reason);
468
469 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
470 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
471
472 /**
473  * devfn_to_wslot() - Convert from Linux PCI slot to Windows
474  * @devfn:      The Linux representation of PCI slot
475  *
476  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
477  *
478  * Return: The Windows representation
479  */
480 static u32 devfn_to_wslot(int devfn)
481 {
482         union win_slot_encoding wslot;
483
484         wslot.slot = 0;
485         wslot.bits.func = PCI_SLOT(devfn) | (PCI_FUNC(devfn) << 5);
486
487         return wslot.slot;
488 }
489
490 /**
491  * wslot_to_devfn() - Convert from Windows PCI slot to Linux
492  * @wslot:      The Windows representation of PCI slot
493  *
494  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
495  *
496  * Return: The Linux representation
497  */
498 static int wslot_to_devfn(u32 wslot)
499 {
500         union win_slot_encoding slot_no;
501
502         slot_no.slot = wslot;
503         return PCI_DEVFN(0, slot_no.bits.func);
504 }
505
506 /*
507  * PCI Configuration Space for these root PCI buses is implemented as a pair
508  * of pages in memory-mapped I/O space.  Writing to the first page chooses
509  * the PCI function being written or read.  Once the first page has been
510  * written to, the following page maps in the entire configuration space of
511  * the function.
512  */
513
514 /**
515  * _hv_pcifront_read_config() - Internal PCI config read
516  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
517  * @where:      Offset within config space
518  * @size:       Size of the transfer
519  * @val:        Pointer to the buffer receiving the data
520  */
521 static void _hv_pcifront_read_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
522                                      int size, u32 *val)
523 {
524         unsigned long flags;
525         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
526
527         /*
528          * If the attempt is to read the IDs or the ROM BAR, simulate that.
529          */
530         if (where + size <= PCI_COMMAND) {
531                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.v_id) + where, size);
532         } else if (where >= PCI_CLASS_REVISION && where + size <=
533                    PCI_CACHE_LINE_SIZE) {
534                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.rev) + where -
535                        PCI_CLASS_REVISION, size);
536         } else if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID && where + size <=
537                    PCI_ROM_ADDRESS) {
538                 memcpy(val, (u8 *)&hpdev->desc.subsystem_id + where -
539                        PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID, size);
540         } else if (where >= PCI_ROM_ADDRESS && where + size <=
541                    PCI_CAPABILITY_LIST) {
542                 /* ROM BARs are unimplemented */
543                 *val = 0;
544         } else if (where >= PCI_INTERRUPT_LINE && where + size <=
545                    PCI_INTERRUPT_PIN) {
546                 /*
547                  * Interrupt Line and Interrupt PIN are hard-wired to zero
548                  * because this front-end only supports message-signaled
549                  * interrupts.
550                  */
551                 *val = 0;
552         } else if (where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
553                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
554                 /* Choose the function to be read. (See comment above) */
555                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
556                 /* Read from that function's config space. */
557                 switch (size) {
558                 case 1:
559                         *val = readb(addr);
560                         break;
561                 case 2:
562                         *val = readw(addr);
563                         break;
564                 default:
565                         *val = readl(addr);
566                         break;
567                 }
568                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
569         } else {
570                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
571                         "Attempt to read beyond a function's config space.\n");
572         }
573 }
574
575 /**
576  * _hv_pcifront_write_config() - Internal PCI config write
577  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
578  * @where:      Offset within config space
579  * @size:       Size of the transfer
580  * @val:        The data being transferred
581  */
582 static void _hv_pcifront_write_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
583                                       int size, u32 val)
584 {
585         unsigned long flags;
586         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
587
588         if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID &&
589             where + size <= PCI_CAPABILITY_LIST) {
590                 /* SSIDs and ROM BARs are read-only */
591         } else if (where >= PCI_COMMAND && where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
592                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
593                 /* Choose the function to be written. (See comment above) */
594                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
595                 /* Write to that function's config space. */
596                 switch (size) {
597                 case 1:
598                         writeb(val, addr);
599                         break;
600                 case 2:
601                         writew(val, addr);
602                         break;
603                 default:
604                         writel(val, addr);
605                         break;
606                 }
607                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
608         } else {
609                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
610                         "Attempt to write beyond a function's config space.\n");
611         }
612 }
613
614 /**
615  * hv_pcifront_read_config() - Read configuration space
616  * @bus: PCI Bus structure
617  * @devfn: Device/function
618  * @where: Offset from base
619  * @size: Byte/word/dword
620  * @val: Value to be read
621  *
622  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
623  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
624  */
625 static int hv_pcifront_read_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
626                                    int where, int size, u32 *val)
627 {
628         struct hv_pcibus_device *hbus =
629                 container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
630         struct hv_pci_dev *hpdev;
631
632         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
633         if (!hpdev)
634                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
635
636         _hv_pcifront_read_config(hpdev, where, size, val);
637
638         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
639         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
640 }
641
642 /**
643  * hv_pcifront_write_config() - Write configuration space
644  * @bus: PCI Bus structure
645  * @devfn: Device/function
646  * @where: Offset from base
647  * @size: Byte/word/dword
648  * @val: Value to be written to device
649  *
650  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
651  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
652  */
653 static int hv_pcifront_write_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
654                                     int where, int size, u32 val)
655 {
656         struct hv_pcibus_device *hbus =
657             container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
658         struct hv_pci_dev *hpdev;
659
660         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
661         if (!hpdev)
662                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
663
664         _hv_pcifront_write_config(hpdev, where, size, val);
665
666         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
667         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
668 }
669
670 /* PCIe operations */
671 static struct pci_ops hv_pcifront_ops = {
672         .read  = hv_pcifront_read_config,
673         .write = hv_pcifront_write_config,
674 };
675
676 /* Interrupt management hooks */
677 static void hv_int_desc_free(struct hv_pci_dev *hpdev,
678                              struct tran_int_desc *int_desc)
679 {
680         struct pci_delete_interrupt *int_pkt;
681         struct {
682                 struct pci_packet pkt;
683                 u8 buffer[sizeof(struct pci_delete_interrupt) -
684                           sizeof(struct pci_message)];
685         } ctxt;
686
687         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
688         int_pkt = (struct pci_delete_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
689         int_pkt->message_type.message_type =
690                 PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE;
691         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
692         int_pkt->int_desc = *int_desc;
693         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt, sizeof(*int_pkt),
694                          (unsigned long)&ctxt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
695         kfree(int_desc);
696 }
697
698 /**
699  * hv_msi_free() - Free the MSI.
700  * @domain:     The interrupt domain pointer
701  * @info:       Extra MSI-related context
702  * @irq:        Identifies the IRQ.
703  *
704  * The Hyper-V parent partition and hypervisor are tracking the
705  * messages that are in use, keeping the interrupt redirection
706  * table up to date.  This callback sends a message that frees
707  * the IRT entry and related tracking nonsense.
708  */
709 static void hv_msi_free(struct irq_domain *domain, struct msi_domain_info *info,
710                         unsigned int irq)
711 {
712         struct hv_pcibus_device *hbus;
713         struct hv_pci_dev *hpdev;
714         struct pci_dev *pdev;
715         struct tran_int_desc *int_desc;
716         struct irq_data *irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, irq);
717         struct msi_desc *msi = irq_data_get_msi_desc(irq_data);
718
719         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi);
720         hbus = info->data;
721         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
722         if (!hpdev)
723                 return;
724
725         int_desc = irq_data_get_irq_chip_data(irq_data);
726         if (int_desc) {
727                 irq_data->chip_data = NULL;
728                 hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
729         }
730
731         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
732 }
733
734 static int hv_set_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
735                            bool force)
736 {
737         struct irq_data *parent = data->parent_data;
738
739         return parent->chip->irq_set_affinity(parent, dest, force);
740 }
741
742 void hv_irq_mask(struct irq_data *data)
743 {
744         pci_msi_mask_irq(data);
745 }
746
747 /**
748  * hv_irq_unmask() - "Unmask" the IRQ by setting its current
749  * affinity.
750  * @data:       Describes the IRQ
751  *
752  * Build new a destination for the MSI and make a hypercall to
753  * update the Interrupt Redirection Table. "Device Logical ID"
754  * is built out of this PCI bus's instance GUID and the function
755  * number of the device.
756  */
757 void hv_irq_unmask(struct irq_data *data)
758 {
759         struct msi_desc *msi_desc = irq_data_get_msi_desc(data);
760         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
761         struct retarget_msi_interrupt params;
762         struct hv_pcibus_device *hbus;
763         struct cpumask *dest;
764         struct pci_bus *pbus;
765         struct pci_dev *pdev;
766         int cpu;
767
768         dest = irq_data_get_affinity_mask(data);
769         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
770         pbus = pdev->bus;
771         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
772
773         memset(&params, 0, sizeof(params));
774         params.partition_id = HV_PARTITION_ID_SELF;
775         params.source = 1; /* MSI(-X) */
776         params.address = msi_desc->msg.address_lo;
777         params.data = msi_desc->msg.data;
778         params.device_id = (hbus->hdev->dev_instance.b[5] << 24) |
779                            (hbus->hdev->dev_instance.b[4] << 16) |
780                            (hbus->hdev->dev_instance.b[7] << 8) |
781                            (hbus->hdev->dev_instance.b[6] & 0xf8) |
782                            PCI_FUNC(pdev->devfn);
783         params.vector = cfg->vector;
784
785         for_each_cpu_and(cpu, dest, cpu_online_mask)
786                 params.vp_mask |= (1ULL << vmbus_cpu_number_to_vp_number(cpu));
787
788         hv_do_hypercall(HVCALL_RETARGET_INTERRUPT, &params, NULL);
789
790         pci_msi_unmask_irq(data);
791 }
792
793 struct compose_comp_ctxt {
794         struct hv_pci_compl comp_pkt;
795         struct tran_int_desc int_desc;
796 };
797
798 static void hv_pci_compose_compl(void *context, struct pci_response *resp,
799                                  int resp_packet_size)
800 {
801         struct compose_comp_ctxt *comp_pkt = context;
802         struct pci_create_int_response *int_resp =
803                 (struct pci_create_int_response *)resp;
804
805         comp_pkt->comp_pkt.completion_status = resp->status;
806         comp_pkt->int_desc = int_resp->int_desc;
807         complete(&comp_pkt->comp_pkt.host_event);
808 }
809
810 /**
811  * hv_compose_msi_msg() - Supplies a valid MSI address/data
812  * @data:       Everything about this MSI
813  * @msg:        Buffer that is filled in by this function
814  *
815  * This function unpacks the IRQ looking for target CPU set, IDT
816  * vector and mode and sends a message to the parent partition
817  * asking for a mapping for that tuple in this partition.  The
818  * response supplies a data value and address to which that data
819  * should be written to trigger that interrupt.
820  */
821 static void hv_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
822 {
823         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
824         struct hv_pcibus_device *hbus;
825         struct hv_pci_dev *hpdev;
826         struct pci_bus *pbus;
827         struct pci_dev *pdev;
828         struct pci_create_interrupt *int_pkt;
829         struct compose_comp_ctxt comp;
830         struct tran_int_desc *int_desc;
831         struct cpumask *affinity;
832         struct {
833                 struct pci_packet pkt;
834                 u8 buffer[sizeof(struct pci_create_interrupt) -
835                           sizeof(struct pci_message)];
836         } ctxt;
837         int cpu;
838         int ret;
839
840         pdev = msi_desc_to_pci_dev(irq_data_get_msi_desc(data));
841         pbus = pdev->bus;
842         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
843         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
844         if (!hpdev)
845                 goto return_null_message;
846
847         /* Free any previous message that might have already been composed. */
848         if (data->chip_data) {
849                 int_desc = data->chip_data;
850                 data->chip_data = NULL;
851                 hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
852         }
853
854         int_desc = kzalloc(sizeof(*int_desc), GFP_KERNEL);
855         if (!int_desc)
856                 goto drop_reference;
857
858         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
859         init_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
860         ctxt.pkt.completion_func = hv_pci_compose_compl;
861         ctxt.pkt.compl_ctxt = &comp;
862         int_pkt = (struct pci_create_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
863         int_pkt->message_type.message_type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE;
864         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
865         int_pkt->int_desc.vector = cfg->vector;
866         int_pkt->int_desc.vector_count = 1;
867         int_pkt->int_desc.delivery_mode =
868                 (apic->irq_delivery_mode == dest_LowestPrio) ? 1 : 0;
869
870         /*
871          * This bit doesn't have to work on machines with more than 64
872          * processors because Hyper-V only supports 64 in a guest.
873          */
874         affinity = irq_data_get_affinity_mask(data);
875         for_each_cpu_and(cpu, affinity, cpu_online_mask) {
876                 int_pkt->int_desc.cpu_mask |=
877                         (1ULL << vmbus_cpu_number_to_vp_number(cpu));
878         }
879
880         ret = vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt,
881                                sizeof(*int_pkt), (unsigned long)&ctxt.pkt,
882                                VM_PKT_DATA_INBAND,
883                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
884         if (!ret)
885                 wait_for_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
886
887         if (comp.comp_pkt.completion_status < 0) {
888                 dev_err(&hbus->hdev->device,
889                         "Request for interrupt failed: 0x%x",
890                         comp.comp_pkt.completion_status);
891                 goto free_int_desc;
892         }
893
894         /*
895          * Record the assignment so that this can be unwound later. Using
896          * irq_set_chip_data() here would be appropriate, but the lock it takes
897          * is already held.
898          */
899         *int_desc = comp.int_desc;
900         data->chip_data = int_desc;
901
902         /* Pass up the result. */
903         msg->address_hi = comp.int_desc.address >> 32;
904         msg->address_lo = comp.int_desc.address & 0xffffffff;
905         msg->data = comp.int_desc.data;
906
907         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
908         return;
909
910 free_int_desc:
911         kfree(int_desc);
912 drop_reference:
913         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
914 return_null_message:
915         msg->address_hi = 0;
916         msg->address_lo = 0;
917         msg->data = 0;
918 }
919
920 /* HW Interrupt Chip Descriptor */
921 static struct irq_chip hv_msi_irq_chip = {
922         .name                   = "Hyper-V PCIe MSI",
923         .irq_compose_msi_msg    = hv_compose_msi_msg,
924         .irq_set_affinity       = hv_set_affinity,
925         .irq_ack                = irq_chip_ack_parent,
926         .irq_mask               = hv_irq_mask,
927         .irq_unmask             = hv_irq_unmask,
928 };
929
930 static irq_hw_number_t hv_msi_domain_ops_get_hwirq(struct msi_domain_info *info,
931                                                    msi_alloc_info_t *arg)
932 {
933         return arg->msi_hwirq;
934 }
935
936 static struct msi_domain_ops hv_msi_ops = {
937         .get_hwirq      = hv_msi_domain_ops_get_hwirq,
938         .msi_prepare    = pci_msi_prepare,
939         .set_desc       = pci_msi_set_desc,
940         .msi_free       = hv_msi_free,
941 };
942
943 /**
944  * hv_pcie_init_irq_domain() - Initialize IRQ domain
945  * @hbus:       The root PCI bus
946  *
947  * This function creates an IRQ domain which will be used for
948  * interrupts from devices that have been passed through.  These
949  * devices only support MSI and MSI-X, not line-based interrupts
950  * or simulations of line-based interrupts through PCIe's
951  * fabric-layer messages.  Because interrupts are remapped, we
952  * can support multi-message MSI here.
953  *
954  * Return: '0' on success and error value on failure
955  */
956 static int hv_pcie_init_irq_domain(struct hv_pcibus_device *hbus)
957 {
958         hbus->msi_info.chip = &hv_msi_irq_chip;
959         hbus->msi_info.ops = &hv_msi_ops;
960         hbus->msi_info.flags = (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS |
961                 MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS | MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI |
962                 MSI_FLAG_PCI_MSIX);
963         hbus->msi_info.handler = handle_edge_irq;
964         hbus->msi_info.handler_name = "edge";
965         hbus->msi_info.data = hbus;
966         hbus->irq_domain = pci_msi_create_irq_domain(hbus->sysdata.fwnode,
967                                                      &hbus->msi_info,
968                                                      x86_vector_domain);
969         if (!hbus->irq_domain) {
970                 dev_err(&hbus->hdev->device,
971                         "Failed to build an MSI IRQ domain\n");
972                 return -ENODEV;
973         }
974
975         return 0;
976 }
977
978 /**
979  * get_bar_size() - Get the address space consumed by a BAR
980  * @bar_val:    Value that a BAR returned after -1 was written
981  *              to it.
982  *
983  * This function returns the size of the BAR, rounded up to 1
984  * page.  It has to be rounded up because the hypervisor's page
985  * table entry that maps the BAR into the VM can't specify an
986  * offset within a page.  The invariant is that the hypervisor
987  * must place any BARs of smaller than page length at the
988  * beginning of a page.
989  *
990  * Return:      Size in bytes of the consumed MMIO space.
991  */
992 static u64 get_bar_size(u64 bar_val)
993 {
994         return round_up((1 + ~(bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK)),
995                         PAGE_SIZE);
996 }
997
998 /**
999  * survey_child_resources() - Total all MMIO requirements
1000  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1001  */
1002 static void survey_child_resources(struct hv_pcibus_device *hbus)
1003 {
1004         struct list_head *iter;
1005         struct hv_pci_dev *hpdev;
1006         resource_size_t bar_size = 0;
1007         unsigned long flags;
1008         struct completion *event;
1009         u64 bar_val;
1010         int i;
1011
1012         /* If nobody is waiting on the answer, don't compute it. */
1013         event = xchg(&hbus->survey_event, NULL);
1014         if (!event)
1015                 return;
1016
1017         /* If the answer has already been computed, go with it. */
1018         if (hbus->low_mmio_space || hbus->high_mmio_space) {
1019                 complete(event);
1020                 return;
1021         }
1022
1023         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1024
1025         /*
1026          * Due to an interesting quirk of the PCI spec, all memory regions
1027          * for a child device are a power of 2 in size and aligned in memory,
1028          * so it's sufficient to just add them up without tracking alignment.
1029          */
1030         list_for_each(iter, &hbus->children) {
1031                 hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev, list_entry);
1032                 for (i = 0; i < 6; i++) {
1033                         if (hpdev->probed_bar[i] & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
1034                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1035                                         "There's an I/O BAR in this list!\n");
1036
1037                         if (hpdev->probed_bar[i] != 0) {
1038                                 /*
1039                                  * A probed BAR has all the upper bits set that
1040                                  * can be changed.
1041                                  */
1042
1043                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1044                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1045                                         bar_val |=
1046                                         ((u64)hpdev->probed_bar[++i] << 32);
1047                                 else
1048                                         bar_val |= 0xffffffff00000000ULL;
1049
1050                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1051
1052                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1053                                         hbus->high_mmio_space += bar_size;
1054                                 else
1055                                         hbus->low_mmio_space += bar_size;
1056                         }
1057                 }
1058         }
1059
1060         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1061         complete(event);
1062 }
1063
1064 /**
1065  * prepopulate_bars() - Fill in BARs with defaults
1066  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1067  *
1068  * The core PCI driver code seems much, much happier if the BARs
1069  * for a device have values upon first scan. So fill them in.
1070  * The algorithm below works down from large sizes to small,
1071  * attempting to pack the assignments optimally. The assumption,
1072  * enforced in other parts of the code, is that the beginning of
1073  * the memory-mapped I/O space will be aligned on the largest
1074  * BAR size.
1075  */
1076 static void prepopulate_bars(struct hv_pcibus_device *hbus)
1077 {
1078         resource_size_t high_size = 0;
1079         resource_size_t low_size = 0;
1080         resource_size_t high_base = 0;
1081         resource_size_t low_base = 0;
1082         resource_size_t bar_size;
1083         struct hv_pci_dev *hpdev;
1084         struct list_head *iter;
1085         unsigned long flags;
1086         u64 bar_val;
1087         u32 command;
1088         bool high;
1089         int i;
1090
1091         if (hbus->low_mmio_space) {
1092                 low_size = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
1093                 low_base = hbus->low_mmio_res->start;
1094         }
1095
1096         if (hbus->high_mmio_space) {
1097                 high_size = 1ULL <<
1098                         (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
1099                 high_base = hbus->high_mmio_res->start;
1100         }
1101
1102         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1103
1104         /* Pick addresses for the BARs. */
1105         do {
1106                 list_for_each(iter, &hbus->children) {
1107                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1108                                              list_entry);
1109                         for (i = 0; i < 6; i++) {
1110                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1111                                 if (bar_val == 0)
1112                                         continue;
1113                                 high = bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64;
1114                                 if (high) {
1115                                         bar_val |=
1116                                                 ((u64)hpdev->probed_bar[i + 1]
1117                                                  << 32);
1118                                 } else {
1119                                         bar_val |= 0xffffffffULL << 32;
1120                                 }
1121                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1122                                 if (high) {
1123                                         if (high_size != bar_size) {
1124                                                 i++;
1125                                                 continue;
1126                                         }
1127                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1128                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1129                                                 4,
1130                                                 (u32)(high_base & 0xffffff00));
1131                                         i++;
1132                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1133                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1134                                                 4, (u32)(high_base >> 32));
1135                                         high_base += bar_size;
1136                                 } else {
1137                                         if (low_size != bar_size)
1138                                                 continue;
1139                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1140                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1141                                                 4,
1142                                                 (u32)(low_base & 0xffffff00));
1143                                         low_base += bar_size;
1144                                 }
1145                         }
1146                         if (high_size <= 1 && low_size <= 1) {
1147                                 /* Set the memory enable bit. */
1148                                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1149                                                          &command);
1150                                 command |= PCI_COMMAND_MEMORY;
1151                                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1152                                                           command);
1153                                 break;
1154                         }
1155                 }
1156
1157                 high_size >>= 1;
1158                 low_size >>= 1;
1159         }  while (high_size || low_size);
1160
1161         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1162 }
1163
1164 /**
1165  * create_root_hv_pci_bus() - Expose a new root PCI bus
1166  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1167  *
1168  * Return: 0 on success, -errno on failure
1169  */
1170 static int create_root_hv_pci_bus(struct hv_pcibus_device *hbus)
1171 {
1172         /* Register the device */
1173         hbus->pci_bus = pci_create_root_bus(&hbus->hdev->device,
1174                                             0, /* bus number is always zero */
1175                                             &hv_pcifront_ops,
1176                                             &hbus->sysdata,
1177                                             &hbus->resources_for_children);
1178         if (!hbus->pci_bus)
1179                 return -ENODEV;
1180
1181         hbus->pci_bus->msi = &hbus->msi_chip;
1182         hbus->pci_bus->msi->dev = &hbus->hdev->device;
1183
1184         pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
1185         pci_bus_assign_resources(hbus->pci_bus);
1186         pci_bus_add_devices(hbus->pci_bus);
1187         hbus->state = hv_pcibus_installed;
1188         return 0;
1189 }
1190
1191 struct q_res_req_compl {
1192         struct completion host_event;
1193         struct hv_pci_dev *hpdev;
1194 };
1195
1196 /**
1197  * q_resource_requirements() - Query Resource Requirements
1198  * @context:            The completion context.
1199  * @resp:               The response that came from the host.
1200  * @resp_packet_size:   The size in bytes of resp.
1201  *
1202  * This function is invoked on completion of a Query Resource
1203  * Requirements packet.
1204  */
1205 static void q_resource_requirements(void *context, struct pci_response *resp,
1206                                     int resp_packet_size)
1207 {
1208         struct q_res_req_compl *completion = context;
1209         struct pci_q_res_req_response *q_res_req =
1210                 (struct pci_q_res_req_response *)resp;
1211         int i;
1212
1213         if (resp->status < 0) {
1214                 dev_err(&completion->hpdev->hbus->hdev->device,
1215                         "query resource requirements failed: %x\n",
1216                         resp->status);
1217         } else {
1218                 for (i = 0; i < 6; i++) {
1219                         completion->hpdev->probed_bar[i] =
1220                                 q_res_req->probed_bar[i];
1221                 }
1222         }
1223
1224         complete(&completion->host_event);
1225 }
1226
1227 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev,
1228                             enum hv_pcidev_ref_reason reason)
1229 {
1230         atomic_inc(&hpdev->refs);
1231 }
1232
1233 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev,
1234                             enum hv_pcidev_ref_reason reason)
1235 {
1236         if (atomic_dec_and_test(&hpdev->refs))
1237                 kfree(hpdev);
1238 }
1239
1240 /**
1241  * new_pcichild_device() - Create a new child device
1242  * @hbus:       The internal struct tracking this root PCI bus.
1243  * @desc:       The information supplied so far from the host
1244  *              about the device.
1245  *
1246  * This function creates the tracking structure for a new child
1247  * device and kicks off the process of figuring out what it is.
1248  *
1249  * Return: Pointer to the new tracking struct
1250  */
1251 static struct hv_pci_dev *new_pcichild_device(struct hv_pcibus_device *hbus,
1252                 struct pci_function_description *desc)
1253 {
1254         struct hv_pci_dev *hpdev;
1255         struct pci_child_message *res_req;
1256         struct q_res_req_compl comp_pkt;
1257         union {
1258         struct pci_packet init_packet;
1259                 u8 buffer[0x100];
1260         } pkt;
1261         unsigned long flags;
1262         int ret;
1263
1264         hpdev = kzalloc(sizeof(*hpdev), GFP_ATOMIC);
1265         if (!hpdev)
1266                 return NULL;
1267
1268         hpdev->hbus = hbus;
1269
1270         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1271         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1272         comp_pkt.hpdev = hpdev;
1273         pkt.init_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
1274         pkt.init_packet.completion_func = q_resource_requirements;
1275         res_req = (struct pci_child_message *)&pkt.init_packet.message;
1276         res_req->message_type = PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS;
1277         res_req->wslot.slot = desc->win_slot.slot;
1278
1279         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, res_req,
1280                                sizeof(struct pci_child_message),
1281                                (unsigned long)&pkt.init_packet,
1282                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1283                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1284         if (ret)
1285                 goto error;
1286
1287         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1288
1289         hpdev->desc = *desc;
1290         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_initial);
1291         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_childlist);
1292         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1293         list_add_tail(&hpdev->list_entry, &hbus->children);
1294         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1295         return hpdev;
1296
1297 error:
1298         kfree(hpdev);
1299         return NULL;
1300 }
1301
1302 /**
1303  * get_pcichild_wslot() - Find device from slot
1304  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1305  * @wslot:      Location on the bus
1306  *
1307  * This function looks up a PCI device and returns the internal
1308  * representation of it.  It acquires a reference on it, so that
1309  * the device won't be deleted while somebody is using it.  The
1310  * caller is responsible for calling put_pcichild() to release
1311  * this reference.
1312  *
1313  * Return:      Internal representation of a PCI device
1314  */
1315 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
1316                                              u32 wslot)
1317 {
1318         unsigned long flags;
1319         struct hv_pci_dev *iter, *hpdev = NULL;
1320
1321         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1322         list_for_each_entry(iter, &hbus->children, list_entry) {
1323                 if (iter->desc.win_slot.slot == wslot) {
1324                         hpdev = iter;
1325                         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
1326                         break;
1327                 }
1328         }
1329         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1330
1331         return hpdev;
1332 }
1333
1334 /**
1335  * pci_devices_present_work() - Handle new list of child devices
1336  * @work:       Work struct embedded in struct hv_dr_work
1337  *
1338  * "Bus Relations" is the Windows term for "children of this
1339  * bus."  The terminology is preserved here for people trying to
1340  * debug the interaction between Hyper-V and Linux.  This
1341  * function is called when the parent partition reports a list
1342  * of functions that should be observed under this PCI Express
1343  * port (bus).
1344  *
1345  * This function updates the list, and must tolerate being
1346  * called multiple times with the same information.  The typical
1347  * number of child devices is one, with very atypical cases
1348  * involving three or four, so the algorithms used here can be
1349  * simple and inefficient.
1350  *
1351  * It must also treat the omission of a previously observed device as
1352  * notification that the device no longer exists.
1353  *
1354  * Note that this function is a work item, and it may not be
1355  * invoked in the order that it was queued.  Back to back
1356  * updates of the list of present devices may involve queuing
1357  * multiple work items, and this one may run before ones that
1358  * were sent later. As such, this function only does something
1359  * if is the last one in the queue.
1360  */
1361 static void pci_devices_present_work(struct work_struct *work)
1362 {
1363         u32 child_no;
1364         bool found;
1365         struct list_head *iter;
1366         struct pci_function_description *new_desc;
1367         struct hv_pci_dev *hpdev;
1368         struct hv_pcibus_device *hbus;
1369         struct list_head removed;
1370         struct hv_dr_work *dr_wrk;
1371         struct hv_dr_state *dr = NULL;
1372         unsigned long flags;
1373
1374         dr_wrk = container_of(work, struct hv_dr_work, wrk);
1375         hbus = dr_wrk->bus;
1376         kfree(dr_wrk);
1377
1378         INIT_LIST_HEAD(&removed);
1379
1380         if (down_interruptible(&hbus->enum_sem)) {
1381                 put_hvpcibus(hbus);
1382                 return;
1383         }
1384
1385         /* Pull this off the queue and process it if it was the last one. */
1386         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1387         while (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
1388                 dr = list_first_entry(&hbus->dr_list, struct hv_dr_state,
1389                                       list_entry);
1390                 list_del(&dr->list_entry);
1391
1392                 /* Throw this away if the list still has stuff in it. */
1393                 if (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
1394                         kfree(dr);
1395                         continue;
1396                 }
1397         }
1398         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1399
1400         if (!dr) {
1401                 up(&hbus->enum_sem);
1402                 put_hvpcibus(hbus);
1403                 return;
1404         }
1405
1406         /* First, mark all existing children as reported missing. */
1407         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1408         list_for_each(iter, &hbus->children) {
1409                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1410                                              list_entry);
1411                         hpdev->reported_missing = true;
1412         }
1413         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1414
1415         /* Next, add back any reported devices. */
1416         for (child_no = 0; child_no < dr->device_count; child_no++) {
1417                 found = false;
1418                 new_desc = &dr->func[child_no];
1419
1420                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1421                 list_for_each(iter, &hbus->children) {
1422                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1423                                              list_entry);
1424                         if ((hpdev->desc.win_slot.slot ==
1425                              new_desc->win_slot.slot) &&
1426                             (hpdev->desc.v_id == new_desc->v_id) &&
1427                             (hpdev->desc.d_id == new_desc->d_id) &&
1428                             (hpdev->desc.ser == new_desc->ser)) {
1429                                 hpdev->reported_missing = false;
1430                                 found = true;
1431                         }
1432                 }
1433                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1434
1435                 if (!found) {
1436                         hpdev = new_pcichild_device(hbus, new_desc);
1437                         if (!hpdev)
1438                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1439                                         "couldn't record a child device.\n");
1440                 }
1441         }
1442
1443         /* Move missing children to a list on the stack. */
1444         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1445         do {
1446                 found = false;
1447                 list_for_each(iter, &hbus->children) {
1448                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1449                                              list_entry);
1450                         if (hpdev->reported_missing) {
1451                                 found = true;
1452                                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_childlist);
1453                                 list_del(&hpdev->list_entry);
1454                                 list_add_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
1455                                 break;
1456                         }
1457                 }
1458         } while (found);
1459         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1460
1461         /* Delete everything that should no longer exist. */
1462         while (!list_empty(&removed)) {
1463                 hpdev = list_first_entry(&removed, struct hv_pci_dev,
1464                                          list_entry);
1465                 list_del(&hpdev->list_entry);
1466                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_initial);
1467         }
1468
1469         /* Tell the core to rescan bus because there may have been changes. */
1470         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
1471                 pci_lock_rescan_remove();
1472                 pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
1473                 pci_unlock_rescan_remove();
1474         } else {
1475                 survey_child_resources(hbus);
1476         }
1477
1478         up(&hbus->enum_sem);
1479         put_hvpcibus(hbus);
1480         kfree(dr);
1481 }
1482
1483 /**
1484  * hv_pci_devices_present() - Handles list of new children
1485  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1486  * @relations:  Packet from host listing children
1487  *
1488  * This function is invoked whenever a new list of devices for
1489  * this bus appears.
1490  */
1491 static void hv_pci_devices_present(struct hv_pcibus_device *hbus,
1492                                    struct pci_bus_relations *relations)
1493 {
1494         struct hv_dr_state *dr;
1495         struct hv_dr_work *dr_wrk;
1496         unsigned long flags;
1497
1498         dr_wrk = kzalloc(sizeof(*dr_wrk), GFP_NOWAIT);
1499         if (!dr_wrk)
1500                 return;
1501
1502         dr = kzalloc(offsetof(struct hv_dr_state, func) +
1503                      (sizeof(struct pci_function_description) *
1504                       (relations->device_count)), GFP_NOWAIT);
1505         if (!dr)  {
1506                 kfree(dr_wrk);
1507                 return;
1508         }
1509
1510         INIT_WORK(&dr_wrk->wrk, pci_devices_present_work);
1511         dr_wrk->bus = hbus;
1512         dr->device_count = relations->device_count;
1513         if (dr->device_count != 0) {
1514                 memcpy(dr->func, relations->func,
1515                        sizeof(struct pci_function_description) *
1516                        dr->device_count);
1517         }
1518
1519         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1520         list_add_tail(&dr->list_entry, &hbus->dr_list);
1521         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1522
1523         get_hvpcibus(hbus);
1524         schedule_work(&dr_wrk->wrk);
1525 }
1526
1527 /**
1528  * hv_eject_device_work() - Asynchronously handles ejection
1529  * @work:       Work struct embedded in internal device struct
1530  *
1531  * This function handles ejecting a device.  Windows will
1532  * attempt to gracefully eject a device, waiting 60 seconds to
1533  * hear back from the guest OS that this completed successfully.
1534  * If this timer expires, the device will be forcibly removed.
1535  */
1536 static void hv_eject_device_work(struct work_struct *work)
1537 {
1538         struct pci_eject_response *ejct_pkt;
1539         struct hv_pci_dev *hpdev;
1540         struct pci_dev *pdev;
1541         unsigned long flags;
1542         int wslot;
1543         struct {
1544                 struct pci_packet pkt;
1545                 u8 buffer[sizeof(struct pci_eject_response) -
1546                           sizeof(struct pci_message)];
1547         } ctxt;
1548
1549         hpdev = container_of(work, struct hv_pci_dev, wrk);
1550
1551         if (hpdev->state != hv_pcichild_ejecting) {
1552                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_pnp);
1553                 return;
1554         }
1555
1556         /*
1557          * Ejection can come before or after the PCI bus has been set up, so
1558          * attempt to find it and tear down the bus state, if it exists.  This
1559          * must be done without constructs like pci_domain_nr(hbus->pci_bus)
1560          * because hbus->pci_bus may not exist yet.
1561          */
1562         wslot = wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot);
1563         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(hpdev->hbus->sysdata.domain, 0,
1564                                            wslot);
1565         if (pdev) {
1566                 pci_stop_and_remove_bus_device(pdev);
1567                 pci_dev_put(pdev);
1568         }
1569
1570         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1571         ejct_pkt = (struct pci_eject_response *)&ctxt.pkt.message;
1572         ejct_pkt->message_type = PCI_EJECTION_COMPLETE;
1573         ejct_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
1574         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, ejct_pkt,
1575                          sizeof(*ejct_pkt), (unsigned long)&ctxt.pkt,
1576                          VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
1577
1578         spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->device_list_lock, flags);
1579         list_del(&hpdev->list_entry);
1580         spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->device_list_lock, flags);
1581
1582         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_childlist);
1583         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_pnp);
1584         put_hvpcibus(hpdev->hbus);
1585 }
1586
1587 /**
1588  * hv_pci_eject_device() - Handles device ejection
1589  * @hpdev:      Internal device tracking struct
1590  *
1591  * This function is invoked when an ejection packet arrives.  It
1592  * just schedules work so that we don't re-enter the packet
1593  * delivery code handling the ejection.
1594  */
1595 static void hv_pci_eject_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
1596 {
1597         hpdev->state = hv_pcichild_ejecting;
1598         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_pnp);
1599         INIT_WORK(&hpdev->wrk, hv_eject_device_work);
1600         get_hvpcibus(hpdev->hbus);
1601         schedule_work(&hpdev->wrk);
1602 }
1603
1604 /**
1605  * hv_pci_onchannelcallback() - Handles incoming packets
1606  * @context:    Internal bus tracking struct
1607  *
1608  * This function is invoked whenever the host sends a packet to
1609  * this channel (which is private to this root PCI bus).
1610  */
1611 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context)
1612 {
1613         const int packet_size = 0x100;
1614         int ret;
1615         struct hv_pcibus_device *hbus = context;
1616         u32 bytes_recvd;
1617         u64 req_id;
1618         struct vmpacket_descriptor *desc;
1619         unsigned char *buffer;
1620         int bufferlen = packet_size;
1621         struct pci_packet *comp_packet;
1622         struct pci_response *response;
1623         struct pci_incoming_message *new_message;
1624         struct pci_bus_relations *bus_rel;
1625         struct pci_dev_incoming *dev_message;
1626         struct hv_pci_dev *hpdev;
1627
1628         buffer = kmalloc(bufferlen, GFP_ATOMIC);
1629         if (!buffer)
1630                 return;
1631
1632         while (1) {
1633                 ret = vmbus_recvpacket_raw(hbus->hdev->channel, buffer,
1634                                            bufferlen, &bytes_recvd, &req_id);
1635
1636                 if (ret == -ENOBUFS) {
1637                         kfree(buffer);
1638                         /* Handle large packet */
1639                         bufferlen = bytes_recvd;
1640                         buffer = kmalloc(bytes_recvd, GFP_ATOMIC);
1641                         if (!buffer)
1642                                 return;
1643                         continue;
1644                 }
1645
1646                 /*
1647                  * All incoming packets must be at least as large as a
1648                  * response.
1649                  */
1650                 if (bytes_recvd <= sizeof(struct pci_response)) {
1651                         kfree(buffer);
1652                         return;
1653                 }
1654                 desc = (struct vmpacket_descriptor *)buffer;
1655
1656                 switch (desc->type) {
1657                 case VM_PKT_COMP:
1658
1659                         /*
1660                          * The host is trusted, and thus it's safe to interpret
1661                          * this transaction ID as a pointer.
1662                          */
1663                         comp_packet = (struct pci_packet *)req_id;
1664                         response = (struct pci_response *)buffer;
1665                         comp_packet->completion_func(comp_packet->compl_ctxt,
1666                                                      response,
1667                                                      bytes_recvd);
1668                         kfree(buffer);
1669                         return;
1670
1671                 case VM_PKT_DATA_INBAND:
1672
1673                         new_message = (struct pci_incoming_message *)buffer;
1674                         switch (new_message->message_type.message_type) {
1675                         case PCI_BUS_RELATIONS:
1676
1677                                 bus_rel = (struct pci_bus_relations *)buffer;
1678                                 if (bytes_recvd <
1679                                     offsetof(struct pci_bus_relations, func) +
1680                                     (sizeof(struct pci_function_description) *
1681                                      (bus_rel->device_count))) {
1682                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1683                                                 "bus relations too small\n");
1684                                         break;
1685                                 }
1686
1687                                 hv_pci_devices_present(hbus, bus_rel);
1688                                 break;
1689
1690                         case PCI_EJECT:
1691
1692                                 dev_message = (struct pci_dev_incoming *)buffer;
1693                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
1694                                                       dev_message->wslot.slot);
1695                                 if (hpdev) {
1696                                         hv_pci_eject_device(hpdev);
1697                                         put_pcichild(hpdev,
1698                                                         hv_pcidev_ref_by_slot);
1699                                 }
1700                                 break;
1701
1702                         default:
1703                                 dev_warn(&hbus->hdev->device,
1704                                         "Unimplemented protocol message %x\n",
1705                                         new_message->message_type.message_type);
1706                                 break;
1707                         }
1708                         break;
1709
1710                 default:
1711                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1712                                 "unhandled packet type %d, tid %llx len %d\n",
1713                                 desc->type, req_id, bytes_recvd);
1714                         break;
1715                 }
1716                 break;
1717         }
1718 }
1719
1720 /**
1721  * hv_pci_protocol_negotiation() - Set up protocol
1722  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
1723  *
1724  * This driver is intended to support running on Windows 10
1725  * (server) and later versions. It will not run on earlier
1726  * versions, as they assume that many of the operations which
1727  * Linux needs accomplished with a spinlock held were done via
1728  * asynchronous messaging via VMBus.  Windows 10 increases the
1729  * surface area of PCI emulation so that these actions can take
1730  * place by suspending a virtual processor for their duration.
1731  *
1732  * This function negotiates the channel protocol version,
1733  * failing if the host doesn't support the necessary protocol
1734  * level.
1735  */
1736 static int hv_pci_protocol_negotiation(struct hv_device *hdev)
1737 {
1738         struct pci_version_request *version_req;
1739         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1740         struct pci_packet *pkt;
1741         int ret;
1742
1743         /*
1744          * Initiate the handshake with the host and negotiate
1745          * a version that the host can support. We start with the
1746          * highest version number and go down if the host cannot
1747          * support it.
1748          */
1749         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*version_req), GFP_KERNEL);
1750         if (!pkt)
1751                 return -ENOMEM;
1752
1753         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1754         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
1755         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
1756         version_req = (struct pci_version_request *)&pkt->message;
1757         version_req->message_type.message_type = PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION;
1758         version_req->protocol_version = PCI_PROTOCOL_VERSION_CURRENT;
1759
1760         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, version_req,
1761                                sizeof(struct pci_version_request),
1762                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1763                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1764         if (ret)
1765                 goto exit;
1766
1767         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1768
1769         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
1770                 dev_err(&hdev->device,
1771                         "PCI Pass-through VSP failed version request %x\n",
1772                         comp_pkt.completion_status);
1773                 ret = -EPROTO;
1774                 goto exit;
1775         }
1776
1777         ret = 0;
1778
1779 exit:
1780         kfree(pkt);
1781         return ret;
1782 }
1783
1784 /**
1785  * hv_pci_free_bridge_windows() - Release memory regions for the
1786  * bus
1787  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1788  */
1789 static void hv_pci_free_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
1790 {
1791         /*
1792          * Set the resources back to the way they looked when they
1793          * were allocated by setting IORESOURCE_BUSY again.
1794          */
1795
1796         if (hbus->low_mmio_space && hbus->low_mmio_res) {
1797                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1798                 release_mem_region(hbus->low_mmio_res->start,
1799                                    resource_size(hbus->low_mmio_res));
1800         }
1801
1802         if (hbus->high_mmio_space && hbus->high_mmio_res) {
1803                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1804                 release_mem_region(hbus->high_mmio_res->start,
1805                                    resource_size(hbus->high_mmio_res));
1806         }
1807 }
1808
1809 /**
1810  * hv_pci_allocate_bridge_windows() - Allocate memory regions
1811  * for the bus
1812  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1813  *
1814  * This function calls vmbus_allocate_mmio(), which is itself a
1815  * bit of a compromise.  Ideally, we might change the pnp layer
1816  * in the kernel such that it comprehends either PCI devices
1817  * which are "grandchildren of ACPI," with some intermediate bus
1818  * node (in this case, VMBus) or change it such that it
1819  * understands VMBus.  The pnp layer, however, has been declared
1820  * deprecated, and not subject to change.
1821  *
1822  * The workaround, implemented here, is to ask VMBus to allocate
1823  * MMIO space for this bus.  VMBus itself knows which ranges are
1824  * appropriate by looking at its own ACPI objects.  Then, after
1825  * these ranges are claimed, they're modified to look like they
1826  * would have looked if the ACPI and pnp code had allocated
1827  * bridge windows.  These descriptors have to exist in this form
1828  * in order to satisfy the code which will get invoked when the
1829  * endpoint PCI function driver calls request_mem_region() or
1830  * request_mem_region_exclusive().
1831  *
1832  * Return: 0 on success, -errno on failure
1833  */
1834 static int hv_pci_allocate_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
1835 {
1836         resource_size_t align;
1837         int ret;
1838
1839         if (hbus->low_mmio_space) {
1840                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
1841                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->low_mmio_res, hbus->hdev, 0,
1842                                           (u64)(u32)0xffffffff,
1843                                           hbus->low_mmio_space,
1844                                           align, false);
1845                 if (ret) {
1846                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1847                                 "Need %#llx of low MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
1848                                 hbus->low_mmio_space);
1849                         return ret;
1850                 }
1851
1852                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
1853                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
1854                 hbus->low_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
1855                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
1856                                  hbus->low_mmio_res);
1857         }
1858
1859         if (hbus->high_mmio_space) {
1860                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
1861                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->high_mmio_res, hbus->hdev,
1862                                           0x100000000, -1,
1863                                           hbus->high_mmio_space, align,
1864                                           false);
1865                 if (ret) {
1866                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1867                                 "Need %#llx of high MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
1868                                 hbus->high_mmio_space);
1869                         goto release_low_mmio;
1870                 }
1871
1872                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
1873                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
1874                 hbus->high_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
1875                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
1876                                  hbus->high_mmio_res);
1877         }
1878
1879         return 0;
1880
1881 release_low_mmio:
1882         if (hbus->low_mmio_res) {
1883                 release_mem_region(hbus->low_mmio_res->start,
1884                                    resource_size(hbus->low_mmio_res));
1885         }
1886
1887         return ret;
1888 }
1889
1890 /**
1891  * hv_allocate_config_window() - Find MMIO space for PCI Config
1892  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1893  *
1894  * This function claims memory-mapped I/O space for accessing
1895  * configuration space for the functions on this bus.
1896  *
1897  * Return: 0 on success, -errno on failure
1898  */
1899 static int hv_allocate_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
1900 {
1901         int ret;
1902
1903         /*
1904          * Set up a region of MMIO space to use for accessing configuration
1905          * space.
1906          */
1907         ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->mem_config, hbus->hdev, 0, -1,
1908                                   PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH, 0x1000, false);
1909         if (ret)
1910                 return ret;
1911
1912         /*
1913          * vmbus_allocate_mmio() gets used for allocating both device endpoint
1914          * resource claims (those which cannot be overlapped) and the ranges
1915          * which are valid for the children of this bus, which are intended
1916          * to be overlapped by those children.  Set the flag on this claim
1917          * meaning that this region can't be overlapped.
1918          */
1919
1920         hbus->mem_config->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1921
1922         return 0;
1923 }
1924
1925 static void hv_free_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
1926 {
1927         release_mem_region(hbus->mem_config->start, PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
1928 }
1929
1930 /**
1931  * hv_pci_enter_d0() - Bring the "bus" into the D0 power state
1932  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
1933  *
1934  * Return: 0 on success, -errno on failure
1935  */
1936 static int hv_pci_enter_d0(struct hv_device *hdev)
1937 {
1938         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
1939         struct pci_bus_d0_entry *d0_entry;
1940         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1941         struct pci_packet *pkt;
1942         int ret;
1943
1944         /*
1945          * Tell the host that the bus is ready to use, and moved into the
1946          * powered-on state.  This includes telling the host which region
1947          * of memory-mapped I/O space has been chosen for configuration space
1948          * access.
1949          */
1950         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*d0_entry), GFP_KERNEL);
1951         if (!pkt)
1952                 return -ENOMEM;
1953
1954         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1955         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
1956         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
1957         d0_entry = (struct pci_bus_d0_entry *)&pkt->message;
1958         d0_entry->message_type.message_type = PCI_BUS_D0ENTRY;
1959         d0_entry->mmio_base = hbus->mem_config->start;
1960
1961         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, d0_entry, sizeof(*d0_entry),
1962                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1963                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1964         if (ret)
1965                 goto exit;
1966
1967         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1968
1969         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
1970                 dev_err(&hdev->device,
1971                         "PCI Pass-through VSP failed D0 Entry with status %x\n",
1972                         comp_pkt.completion_status);
1973                 ret = -EPROTO;
1974                 goto exit;
1975         }
1976
1977         ret = 0;
1978
1979 exit:
1980         kfree(pkt);
1981         return ret;
1982 }
1983
1984 /**
1985  * hv_pci_query_relations() - Ask host to send list of child
1986  * devices
1987  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
1988  *
1989  * Return: 0 on success, -errno on failure
1990  */
1991 static int hv_pci_query_relations(struct hv_device *hdev)
1992 {
1993         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
1994         struct pci_message message;
1995         struct completion comp;
1996         int ret;
1997
1998         /* Ask the host to send along the list of child devices */
1999         init_completion(&comp);
2000         if (cmpxchg(&hbus->survey_event, NULL, &comp))
2001                 return -ENOTEMPTY;
2002
2003         memset(&message, 0, sizeof(message));
2004         message.message_type = PCI_QUERY_BUS_RELATIONS;
2005
2006         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &message, sizeof(message),
2007                                0, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2008         if (ret)
2009                 return ret;
2010
2011         wait_for_completion(&comp);
2012         return 0;
2013 }
2014
2015 /**
2016  * hv_send_resources_allocated() - Report local resource choices
2017  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2018  *
2019  * The host OS is expecting to be sent a request as a message
2020  * which contains all the resources that the device will use.
2021  * The response contains those same resources, "translated"
2022  * which is to say, the values which should be used by the
2023  * hardware, when it delivers an interrupt.  (MMIO resources are
2024  * used in local terms.)  This is nice for Windows, and lines up
2025  * with the FDO/PDO split, which doesn't exist in Linux.  Linux
2026  * is deeply expecting to scan an emulated PCI configuration
2027  * space.  So this message is sent here only to drive the state
2028  * machine on the host forward.
2029  *
2030  * Return: 0 on success, -errno on failure
2031  */
2032 static int hv_send_resources_allocated(struct hv_device *hdev)
2033 {
2034         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2035         struct pci_resources_assigned *res_assigned;
2036         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2037         struct hv_pci_dev *hpdev;
2038         struct pci_packet *pkt;
2039         u32 wslot;
2040         int ret;
2041
2042         pkt = kmalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*res_assigned), GFP_KERNEL);
2043         if (!pkt)
2044                 return -ENOMEM;
2045
2046         ret = 0;
2047
2048         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
2049                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2050                 if (!hpdev)
2051                         continue;
2052
2053                 memset(pkt, 0, sizeof(*pkt) + sizeof(*res_assigned));
2054                 init_completion(&comp_pkt.host_event);
2055                 pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2056                 pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2057                 pkt->message.message_type = PCI_RESOURCES_ASSIGNED;
2058                 res_assigned = (struct pci_resources_assigned *)&pkt->message;
2059                 res_assigned->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2060
2061                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
2062
2063                 ret = vmbus_sendpacket(
2064                         hdev->channel, &pkt->message,
2065                         sizeof(*res_assigned),
2066                         (unsigned long)pkt,
2067                         VM_PKT_DATA_INBAND,
2068                         VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2069                 if (ret)
2070                         break;
2071
2072                 wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
2073
2074                 if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2075                         ret = -EPROTO;
2076                         dev_err(&hdev->device,
2077                                 "resource allocated returned 0x%x",
2078                                 comp_pkt.completion_status);
2079                         break;
2080                 }
2081         }
2082
2083         kfree(pkt);
2084         return ret;
2085 }
2086
2087 /**
2088  * hv_send_resources_released() - Report local resources
2089  * released
2090  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2091  *
2092  * Return: 0 on success, -errno on failure
2093  */
2094 static int hv_send_resources_released(struct hv_device *hdev)
2095 {
2096         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2097         struct pci_child_message pkt;
2098         struct hv_pci_dev *hpdev;
2099         u32 wslot;
2100         int ret;
2101
2102         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
2103                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2104                 if (!hpdev)
2105                         continue;
2106
2107                 memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
2108                 pkt.message_type = PCI_RESOURCES_RELEASED;
2109                 pkt.wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2110
2111                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
2112
2113                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt, sizeof(pkt), 0,
2114                                        VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2115                 if (ret)
2116                         return ret;
2117         }
2118
2119         return 0;
2120 }
2121
2122 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2123 {
2124         atomic_inc(&hbus->remove_lock);
2125 }
2126
2127 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2128 {
2129         if (atomic_dec_and_test(&hbus->remove_lock))
2130                 complete(&hbus->remove_event);
2131 }
2132
2133 /**
2134  * hv_pci_probe() - New VMBus channel probe, for a root PCI bus
2135  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2136  * @dev_id:     Identifies the device itself
2137  *
2138  * Return: 0 on success, -errno on failure
2139  */
2140 static int hv_pci_probe(struct hv_device *hdev,
2141                         const struct hv_vmbus_device_id *dev_id)
2142 {
2143         struct hv_pcibus_device *hbus;
2144         int ret;
2145
2146         hbus = kzalloc(sizeof(*hbus), GFP_KERNEL);
2147         if (!hbus)
2148                 return -ENOMEM;
2149
2150         /*
2151          * The PCI bus "domain" is what is called "segment" in ACPI and
2152          * other specs.  Pull it from the instance ID, to get something
2153          * unique.  Bytes 8 and 9 are what is used in Windows guests, so
2154          * do the same thing for consistency.  Note that, since this code
2155          * only runs in a Hyper-V VM, Hyper-V can (and does) guarantee
2156          * that (1) the only domain in use for something that looks like
2157          * a physical PCI bus (which is actually emulated by the
2158          * hypervisor) is domain 0 and (2) there will be no overlap
2159          * between domains derived from these instance IDs in the same
2160          * VM.
2161          */
2162         hbus->sysdata.domain = hdev->dev_instance.b[9] |
2163                                hdev->dev_instance.b[8] << 8;
2164
2165         hbus->hdev = hdev;
2166         atomic_inc(&hbus->remove_lock);
2167         INIT_LIST_HEAD(&hbus->children);
2168         INIT_LIST_HEAD(&hbus->dr_list);
2169         INIT_LIST_HEAD(&hbus->resources_for_children);
2170         spin_lock_init(&hbus->config_lock);
2171         spin_lock_init(&hbus->device_list_lock);
2172         sema_init(&hbus->enum_sem, 1);
2173         init_completion(&hbus->remove_event);
2174
2175         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
2176                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
2177         if (ret)
2178                 goto free_bus;
2179
2180         hv_set_drvdata(hdev, hbus);
2181
2182         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev);
2183         if (ret)
2184                 goto close;
2185
2186         ret = hv_allocate_config_window(hbus);
2187         if (ret)
2188                 goto close;
2189
2190         hbus->cfg_addr = ioremap(hbus->mem_config->start,
2191                                  PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
2192         if (!hbus->cfg_addr) {
2193                 dev_err(&hdev->device,
2194                         "Unable to map a virtual address for config space\n");
2195                 ret = -ENOMEM;
2196                 goto free_config;
2197         }
2198
2199         hbus->sysdata.fwnode = irq_domain_alloc_fwnode(hbus);
2200         if (!hbus->sysdata.fwnode) {
2201                 ret = -ENOMEM;
2202                 goto unmap;
2203         }
2204
2205         ret = hv_pcie_init_irq_domain(hbus);
2206         if (ret)
2207                 goto free_fwnode;
2208
2209         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
2210         if (ret)
2211                 goto free_irq_domain;
2212
2213         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
2214         if (ret)
2215                 goto free_irq_domain;
2216
2217         ret = hv_pci_allocate_bridge_windows(hbus);
2218         if (ret)
2219                 goto free_irq_domain;
2220
2221         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
2222         if (ret)
2223                 goto free_windows;
2224
2225         prepopulate_bars(hbus);
2226
2227         hbus->state = hv_pcibus_probed;
2228
2229         ret = create_root_hv_pci_bus(hbus);
2230         if (ret)
2231                 goto free_windows;
2232
2233         return 0;
2234
2235 free_windows:
2236         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
2237 free_irq_domain:
2238         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
2239 free_fwnode:
2240         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
2241 unmap:
2242         iounmap(hbus->cfg_addr);
2243 free_config:
2244         hv_free_config_window(hbus);
2245 close:
2246         vmbus_close(hdev->channel);
2247 free_bus:
2248         kfree(hbus);
2249         return ret;
2250 }
2251
2252 /**
2253  * hv_pci_remove() - Remove routine for this VMBus channel
2254  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2255  *
2256  * Return: 0 on success, -errno on failure
2257  */
2258 static int hv_pci_remove(struct hv_device *hdev)
2259 {
2260         int ret;
2261         struct hv_pcibus_device *hbus;
2262         union {
2263                 struct pci_packet teardown_packet;
2264                 u8 buffer[0x100];
2265         } pkt;
2266         struct pci_bus_relations relations;
2267         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2268
2269         hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2270
2271         ret = hv_send_resources_released(hdev);
2272         if (ret)
2273                 dev_err(&hdev->device,
2274                         "Couldn't send resources released packet(s)\n");
2275
2276         memset(&pkt.teardown_packet, 0, sizeof(pkt.teardown_packet));
2277         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2278         pkt.teardown_packet.completion_func = hv_pci_generic_compl;
2279         pkt.teardown_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
2280         pkt.teardown_packet.message.message_type = PCI_BUS_D0EXIT;
2281
2282         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt.teardown_packet.message,
2283                                sizeof(struct pci_message),
2284                                (unsigned long)&pkt.teardown_packet,
2285                                VM_PKT_DATA_INBAND,
2286                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2287         if (!ret)
2288                 wait_for_completion_timeout(&comp_pkt.host_event, 10 * HZ);
2289
2290         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
2291                 /* Remove the bus from PCI's point of view. */
2292                 pci_lock_rescan_remove();
2293                 pci_stop_root_bus(hbus->pci_bus);
2294                 pci_remove_root_bus(hbus->pci_bus);
2295                 pci_unlock_rescan_remove();
2296         }
2297
2298         vmbus_close(hdev->channel);
2299
2300         /* Delete any children which might still exist. */
2301         memset(&relations, 0, sizeof(relations));
2302         hv_pci_devices_present(hbus, &relations);
2303
2304         iounmap(hbus->cfg_addr);
2305         hv_free_config_window(hbus);
2306         pci_free_resource_list(&hbus->resources_for_children);
2307         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
2308         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
2309         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
2310         put_hvpcibus(hbus);
2311         wait_for_completion(&hbus->remove_event);
2312         kfree(hbus);
2313         return 0;
2314 }
2315
2316 static const struct hv_vmbus_device_id hv_pci_id_table[] = {
2317         /* PCI Pass-through Class ID */
2318         /* 44C4F61D-4444-4400-9D52-802E27EDE19F */
2319         { HV_PCIE_GUID, },
2320         { },
2321 };
2322
2323 MODULE_DEVICE_TABLE(vmbus, hv_pci_id_table);
2324
2325 static struct hv_driver hv_pci_drv = {
2326         .name           = "hv_pci",
2327         .id_table       = hv_pci_id_table,
2328         .probe          = hv_pci_probe,
2329         .remove         = hv_pci_remove,
2330 };
2331
2332 static void __exit exit_hv_pci_drv(void)
2333 {
2334         vmbus_driver_unregister(&hv_pci_drv);
2335 }
2336
2337 static int __init init_hv_pci_drv(void)
2338 {
2339         return vmbus_driver_register(&hv_pci_drv);
2340 }
2341
2342 module_init(init_hv_pci_drv);
2343 module_exit(exit_hv_pci_drv);
2344
2345 MODULE_DESCRIPTION("Hyper-V PCI");
2346 MODULE_LICENSE("GPL v2");