arch/x86/pci/xen.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Xen PCI - handle PCI (INTx) and MSI infrastructure calls for PV, HVM and
   4  * initial domain support. We also handle the DSDT _PRT callbacks for GSI's
   5  * used in HVM and initial domain mode (PV does not parse ACPI, so it has no
   6  * concept of GSIs). Under PV we hook under the pnbbios API for IRQs and
   7  * 0xcf8 PCI configuration read/write.
   8  *
   9  *   Author: Ryan Wilson <hap9@epoch.ncsc.mil>
  10  *           Konrad Rzeszutek Wilk <konrad.wilk@oracle.com>
  11  *           Stefano Stabellini <stefano.stabellini@eu.citrix.com>
  12  */
  13 #include <linux/export.h>
  14 #include <linux/init.h>
  15 #include <linux/pci.h>
  16 #include <linux/acpi.h>
  17
  18 #include <linux/io.h>
  19 #include <asm/io_apic.h>
  20 #include <asm/pci_x86.h>
  21
  22 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  23
  24 #include <xen/features.h>
  25 #include <xen/events.h>
  26 #include <asm/xen/pci.h>
  27 #include <asm/xen/cpuid.h>
  28 #include <asm/apic.h>
  29 #include <asm/acpi.h>
  30 #include <asm/i8259.h>
  31
  32 static int xen_pcifront_enable_irq(struct pci_dev *dev)
  33 {
  34         int rc;
  35         int share = 1;
  36         int pirq;
  37         u8 gsi;
  38
  39         rc = pci_read_config_byte(dev, PCI_INTERRUPT_LINE, &gsi);
  40         if (rc < 0) {
  41                 dev_warn(&dev->dev, "Xen PCI: failed to read interrupt line: %d\n",
  42                          rc);
  43                 return rc;
  44         }
  45         /* In PV DomU the Xen PCI backend puts the PIRQ in the interrupt line.*/
  46         pirq = gsi;
  47
  48         if (gsi < nr_legacy_irqs())
  49                 share = 0;
  50
  51         rc = xen_bind_pirq_gsi_to_irq(gsi, pirq, share, "pcifront");
  52         if (rc < 0) {
  53                 dev_warn(&dev->dev, "Xen PCI: failed to bind GSI%d (PIRQ%d) to IRQ: %d\n",
  54                          gsi, pirq, rc);
  55                 return rc;
  56         }
  57
  58         dev->irq = rc;
  59         dev_info(&dev->dev, "Xen PCI mapped GSI%d to IRQ%d\n", gsi, dev->irq);
  60         return 0;
  61 }
  62
  63 #ifdef CONFIG_ACPI
  64 static int xen_register_pirq(u32 gsi, int triggering, bool set_pirq)
  65 {
  66         int rc, pirq = -1, irq;
  67         struct physdev_map_pirq map_irq;
  68         int shareable = 0;
  69         char *name;
  70
  71         irq = xen_irq_from_gsi(gsi);
  72         if (irq > 0)
  73                 return irq;
  74
  75         if (set_pirq)
  76                 pirq = gsi;
  77
  78         map_irq.domid = DOMID_SELF;
  79         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_GSI;
  80         map_irq.index = gsi;
  81         map_irq.pirq = pirq;
  82
  83         rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq, &map_irq);
  84         if (rc) {
  85                 printk(KERN_WARNING "xen map irq failed %d\n", rc);
  86                 return -1;
  87         }
  88
  89         if (triggering == ACPI_EDGE_SENSITIVE) {
  90                 shareable = 0;
  91                 name = "ioapic-edge";
  92         } else {
  93                 shareable = 1;
  94                 name = "ioapic-level";
  95         }
  96
  97         irq = xen_bind_pirq_gsi_to_irq(gsi, map_irq.pirq, shareable, name);
  98         if (irq < 0)
  99                 goto out;
 100
 101         printk(KERN_DEBUG "xen: --> pirq=%d -> irq=%d (gsi=%d)\n", map_irq.pirq, irq, gsi);
 102 out:
 103         return irq;
 104 }
 105
 106 static int acpi_register_gsi_xen_hvm(struct device *dev, u32 gsi,
 107                                      int trigger, int polarity)
 108 {
 109         if (!xen_hvm_domain())
 110                 return -1;
 111
 112         return xen_register_pirq(gsi, trigger,
 113                                  false /* no mapping of GSI to PIRQ */);
 114 }
 115
 116 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 117 static int xen_register_gsi(u32 gsi, int triggering, int polarity)
 118 {
 119         int rc, irq;
 120         struct physdev_setup_gsi setup_gsi;
 121
 122         if (!xen_pv_domain())
 123                 return -1;
 124
 125         printk(KERN_DEBUG "xen: registering gsi %u triggering %d polarity %d\n",
 126                         gsi, triggering, polarity);
 127
 128         irq = xen_register_pirq(gsi, triggering, true);
 129
 130         setup_gsi.gsi = gsi;
 131         setup_gsi.triggering = (triggering == ACPI_EDGE_SENSITIVE ? 0 : 1);
 132         setup_gsi.polarity = (polarity == ACPI_ACTIVE_HIGH ? 0 : 1);
 133
 134         rc = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_setup_gsi, &setup_gsi);
 135         if (rc == -EEXIST)
 136                 printk(KERN_INFO "Already setup the GSI :%d\n", gsi);
 137         else if (rc) {
 138                 printk(KERN_ERR "Failed to setup GSI :%d, err_code:%d\n",
 139                                 gsi, rc);
 140         }
 141
 142         return irq;
 143 }
 144
 145 static int acpi_register_gsi_xen(struct device *dev, u32 gsi,
 146                                  int trigger, int polarity)
 147 {
 148         return xen_register_gsi(gsi, trigger, polarity);
 149 }
 150 #endif
 151 #endif
 152
 153 #if defined(CONFIG_PCI_MSI)
 154 #include <linux/msi.h>
 155 #include <asm/msidef.h>
 156
 157 struct xen_pci_frontend_ops *xen_pci_frontend;
 158 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_pci_frontend);
 159
 160 static int xen_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 161 {
 162         int irq, ret, i;
 163         struct msi_desc *msidesc;
 164         int *v;
 165
 166         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 167                 return 1;
 168
 169         v = kcalloc(max(1, nvec), sizeof(int), GFP_KERNEL);
 170         if (!v)
 171                 return -ENOMEM;
 172
 173         if (type == PCI_CAP_ID_MSIX)
 174                 ret = xen_pci_frontend_enable_msix(dev, v, nvec);
 175         else
 176                 ret = xen_pci_frontend_enable_msi(dev, v);
 177         if (ret)
 178                 goto error;
 179         i = 0;
 180         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 181                 irq = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, v[i],
 182                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 183                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ?
 184                                                "pcifront-msi-x" :
 185                                                "pcifront-msi",
 186                                                 DOMID_SELF);
 187                 if (irq < 0) {
 188                         ret = irq;
 189                         goto free;
 190                 }
 191                 i++;
 192         }
 193         kfree(v);
 194         return 0;
 195
 196 error:
 197         if (ret == -ENOSYS)
 198                 dev_err(&dev->dev, "Xen PCI frontend has not registered MSI/MSI-X support!\n");
 199         else if (ret)
 200                 dev_err(&dev->dev, "Xen PCI frontend error: %d!\n", ret);
 201 free:
 202         kfree(v);
 203         return ret;
 204 }
 205
 206 #define XEN_PIRQ_MSI_DATA  (MSI_DATA_TRIGGER_EDGE | \
 207                 MSI_DATA_LEVEL_ASSERT | (3 << 8) | MSI_DATA_VECTOR(0))
 208
 209 static void xen_msi_compose_msg(struct pci_dev *pdev, unsigned int pirq,
 210                 struct msi_msg *msg)
 211 {
 212         /* We set vector == 0 to tell the hypervisor we don't care about it,
 213          * but we want a pirq setup instead.
 214          * We use the dest_id field to pass the pirq that we want. */
 215         msg->address_hi = MSI_ADDR_BASE_HI | MSI_ADDR_EXT_DEST_ID(pirq);
 216         msg->address_lo =
 217                 MSI_ADDR_BASE_LO |
 218                 MSI_ADDR_DEST_MODE_PHYSICAL |
 219                 MSI_ADDR_REDIRECTION_CPU |
 220                 MSI_ADDR_DEST_ID(pirq);
 221
 222         msg->data = XEN_PIRQ_MSI_DATA;
 223 }
 224
 225 static int xen_hvm_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 226 {
 227         int irq, pirq;
 228         struct msi_desc *msidesc;
 229         struct msi_msg msg;
 230
 231         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
 232                 return 1;
 233
 234         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 235                 pirq = xen_allocate_pirq_msi(dev, msidesc);
 236                 if (pirq < 0) {
 237                         irq = -ENODEV;
 238                         goto error;
 239                 }
 240                 xen_msi_compose_msg(dev, pirq, &msg);
 241                 __pci_write_msi_msg(msidesc, &msg);
 242                 dev_dbg(&dev->dev, "xen: msi bound to pirq=%d\n", pirq);
 243                 irq = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, pirq,
 244                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 245                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ?
 246                                                "msi-x" : "msi",
 247                                                DOMID_SELF);
 248                 if (irq < 0)
 249                         goto error;
 250                 dev_dbg(&dev->dev,
 251                         "xen: msi --> pirq=%d --> irq=%d\n", pirq, irq);
 252         }
 253         return 0;
 254
 255 error:
 256         dev_err(&dev->dev, "Failed to create MSI%s! ret=%d!\n",
 257                 type == PCI_CAP_ID_MSI ? "" : "-X", irq);
 258         return irq;
 259 }
 260
 261 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 262 static bool __read_mostly pci_seg_supported = true;
 263
 264 static int xen_initdom_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 265 {
 266         int ret = 0;
 267         struct msi_desc *msidesc;
 268
 269         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 270                 struct physdev_map_pirq map_irq;
 271                 domid_t domid;
 272
 273                 domid = ret = xen_find_device_domain_owner(dev);
 274                 /* N.B. Casting int's -ENODEV to uint16_t results in 0xFFED,
 275                  * hence check ret value for < 0. */
 276                 if (ret < 0)
 277                         domid = DOMID_SELF;
 278
 279                 memset(&map_irq, 0, sizeof(map_irq));
 280                 map_irq.domid = domid;
 281                 map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MSI_SEG;
 282                 map_irq.index = -1;
 283                 map_irq.pirq = -1;
 284                 map_irq.bus = dev->bus->number |
 285                               (pci_domain_nr(dev->bus) << 16);
 286                 map_irq.devfn = dev->devfn;
 287
 288                 if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1) {
 289                         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MULTI_MSI;
 290                         map_irq.entry_nr = nvec;
 291                 } else if (type == PCI_CAP_ID_MSIX) {
 292                         int pos;
 293                         unsigned long flags;
 294                         u32 table_offset, bir;
 295
 296                         pos = dev->msix_cap;
 297                         pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_MSIX_TABLE,
 298                                               &table_offset);
 299                         bir = (u8)(table_offset & PCI_MSIX_TABLE_BIR);
 300                         flags = pci_resource_flags(dev, bir);
 301                         if (!flags || (flags & IORESOURCE_UNSET))
 302                                 return -EINVAL;
 303
 304                         map_irq.table_base = pci_resource_start(dev, bir);
 305                         map_irq.entry_nr = msidesc->msi_attrib.entry_nr;
 306                 }
 307
 308                 ret = -EINVAL;
 309                 if (pci_seg_supported)
 310                         ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq,
 311                                                     &map_irq);
 312                 if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1 && ret) {
 313                         /*
 314                          * If MAP_PIRQ_TYPE_MULTI_MSI is not available
 315                          * there's nothing else we can do in this case.
 316                          * Just set ret > 0 so driver can retry with
 317                          * single MSI.
 318                          */
 319                         ret = 1;
 320                         goto out;
 321                 }
 322                 if (ret == -EINVAL && !pci_domain_nr(dev->bus)) {
 323                         map_irq.type = MAP_PIRQ_TYPE_MSI;
 324                         map_irq.index = -1;
 325                         map_irq.pirq = -1;
 326                         map_irq.bus = dev->bus->number;
 327                         ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_map_pirq,
 328                                                     &map_irq);
 329                         if (ret != -EINVAL)
 330                                 pci_seg_supported = false;
 331                 }
 332                 if (ret) {
 333                         dev_warn(&dev->dev, "xen map irq failed %d for %d domain\n",
 334                                  ret, domid);
 335                         goto out;
 336                 }
 337
 338                 ret = xen_bind_pirq_msi_to_irq(dev, msidesc, map_irq.pirq,
 339                                                (type == PCI_CAP_ID_MSI) ? nvec : 1,
 340                                                (type == PCI_CAP_ID_MSIX) ? "msi-x" : "msi",
 341                                                domid);
 342                 if (ret < 0)
 343                         goto out;
 344         }
 345         ret = 0;
 346 out:
 347         return ret;
 348 }
 349
 350 static void xen_initdom_restore_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 351 {
 352         int ret = 0;
 353
 354         if (pci_seg_supported) {
 355                 struct physdev_pci_device restore_ext;
 356
 357                 restore_ext.seg = pci_domain_nr(dev->bus);
 358                 restore_ext.bus = dev->bus->number;
 359                 restore_ext.devfn = dev->devfn;
 360                 ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_restore_msi_ext,
 361                                         &restore_ext);
 362                 if (ret == -ENOSYS)
 363                         pci_seg_supported = false;
 364                 WARN(ret && ret != -ENOSYS, "restore_msi_ext -> %d\n", ret);
 365         }
 366         if (!pci_seg_supported) {
 367                 struct physdev_restore_msi restore;
 368
 369                 restore.bus = dev->bus->number;
 370                 restore.devfn = dev->devfn;
 371                 ret = HYPERVISOR_physdev_op(PHYSDEVOP_restore_msi, &restore);
 372                 WARN(ret && ret != -ENOSYS, "restore_msi -> %d\n", ret);
 373         }
 374 }
 375 #endif
 376
 377 static void xen_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 378 {
 379         struct msi_desc *msidesc;
 380         int i;
 381
 382         for_each_pci_msi_entry(msidesc, dev) {
 383                 if (msidesc->irq) {
 384                         for (i = 0; i < msidesc->nvec_used; i++)
 385                                 xen_destroy_irq(msidesc->irq + i);
 386                 }
 387         }
 388 }
 389
 390 static void xen_pv_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 391 {
 392         struct msi_desc *msidesc = first_pci_msi_entry(dev);
 393
 394         if (msidesc->msi_attrib.is_msix)
 395                 xen_pci_frontend_disable_msix(dev);
 396         else
 397                 xen_pci_frontend_disable_msi(dev);
 398
 399         xen_teardown_msi_irqs(dev);
 400 }
 401
 402 static void xen_teardown_msi_irq(unsigned int irq)
 403 {
 404         WARN_ON_ONCE(1);
 405 }
 406
 407 #endif
 408
 409 int __init pci_xen_init(void)
 410 {
 411         if (!xen_pv_domain() || xen_initial_domain())
 412                 return -ENODEV;
 413
 414         printk(KERN_INFO "PCI: setting up Xen PCI frontend stub\n");
 415
 416         pcibios_set_cache_line_size();
 417
 418         pcibios_enable_irq = xen_pcifront_enable_irq;
 419         pcibios_disable_irq = NULL;
 420
 421         /* Keep ACPI out of the picture */
 422         acpi_noirq_set();
 423
 424 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 425         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_setup_msi_irqs;
 426         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 427         x86_msi.teardown_msi_irqs = xen_pv_teardown_msi_irqs;
 428         pci_msi_ignore_mask = 1;
 429 #endif
 430         return 0;
 431 }
 432
 433 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 434 static void __init xen_hvm_msi_init(void)
 435 {
 436         if (!disable_apic) {
 437                 /*
 438                  * If hardware supports (x2)APIC virtualization (as indicated
 439                  * by hypervisor's leaf 4) then we don't need to use pirqs/
 440                  * event channels for MSI handling and instead use regular
 441                  * APIC processing
 442                  */
 443                 uint32_t eax = cpuid_eax(xen_cpuid_base() + 4);
 444
 445                 if (((eax & XEN_HVM_CPUID_X2APIC_VIRT) && x2apic_mode) ||
 446                     ((eax & XEN_HVM_CPUID_APIC_ACCESS_VIRT) && boot_cpu_has(X86_FEATURE_APIC)))
 447                         return;
 448         }
 449
 450         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_hvm_setup_msi_irqs;
 451         x86_msi.teardown_msi_irqs = xen_teardown_msi_irqs;
 452         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 453 }
 454 #endif
 455
 456 int __init pci_xen_hvm_init(void)
 457 {
 458         if (!xen_have_vector_callback || !xen_feature(XENFEAT_hvm_pirqs))
 459                 return 0;
 460
 461 #ifdef CONFIG_ACPI
 462         /*
 463          * We don't want to change the actual ACPI delivery model,
 464          * just how GSIs get registered.
 465          */
 466         __acpi_register_gsi = acpi_register_gsi_xen_hvm;
 467         __acpi_unregister_gsi = NULL;
 468 #endif
 469
 470 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 471         /*
 472          * We need to wait until after x2apic is initialized
 473          * before we can set MSI IRQ ops.
 474          */
 475         x86_platform.apic_post_init = xen_hvm_msi_init;
 476 #endif
 477         return 0;
 478 }
 479
 480 #ifdef CONFIG_XEN_DOM0
 481 int __init pci_xen_initial_domain(void)
 482 {
 483         int irq;
 484
 485 #ifdef CONFIG_PCI_MSI
 486         x86_msi.setup_msi_irqs = xen_initdom_setup_msi_irqs;
 487         x86_msi.teardown_msi_irq = xen_teardown_msi_irq;
 488         x86_msi.teardown_msi_irqs = xen_teardown_pv_msi_irqs;
 489         x86_msi.restore_msi_irqs = xen_initdom_restore_msi_irqs;
 490         pci_msi_ignore_mask = 1;
 491 #endif
 492         __acpi_register_gsi = acpi_register_gsi_xen;
 493         __acpi_unregister_gsi = NULL;
 494         /*
 495          * Pre-allocate the legacy IRQs.  Use NR_LEGACY_IRQS here
 496          * because we don't have a PIC and thus nr_legacy_irqs() is zero.
 497          */
 498         for (irq = 0; irq < NR_IRQS_LEGACY; irq++) {
 499                 int trigger, polarity;
 500
 501                 if (acpi_get_override_irq(irq, &trigger, &polarity) == -1)
 502                         continue;
 503
 504                 xen_register_pirq(irq,
 505                         trigger ? ACPI_LEVEL_SENSITIVE : ACPI_EDGE_SENSITIVE,
 506                         true /* Map GSI to PIRQ */);
 507         }
 508         if (0 == nr_ioapics) {
 509                 for (irq = 0; irq < nr_legacy_irqs(); irq++)
 510                         xen_bind_pirq_gsi_to_irq(irq, irq, 0, "xt-pic");
 511         }
 512         return 0;
 513 }
 514
 515 struct xen_device_domain_owner {
 516         domid_t domain;
 517         struct pci_dev *dev;
 518         struct list_head list;
 519 };
 520
 521 static DEFINE_SPINLOCK(dev_domain_list_spinlock);
 522 static struct list_head dev_domain_list = LIST_HEAD_INIT(dev_domain_list);
 523
 524 static struct xen_device_domain_owner *find_device(struct pci_dev *dev)
 525 {
 526         struct xen_device_domain_owner *owner;
 527
 528         list_for_each_entry(owner, &dev_domain_list, list) {
 529                 if (owner->dev == dev)
 530                         return owner;
 531         }
 532         return NULL;
 533 }
 534
 535 int xen_find_device_domain_owner(struct pci_dev *dev)
 536 {
 537         struct xen_device_domain_owner *owner;
 538         int domain = -ENODEV;
 539
 540         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 541         owner = find_device(dev);
 542         if (owner)
 543                 domain = owner->domain;
 544         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 545         return domain;
 546 }
 547 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_find_device_domain_owner);
 548
 549 int xen_register_device_domain_owner(struct pci_dev *dev, uint16_t domain)
 550 {
 551         struct xen_device_domain_owner *owner;
 552
 553         owner = kzalloc(sizeof(struct xen_device_domain_owner), GFP_KERNEL);
 554         if (!owner)
 555                 return -ENODEV;
 556
 557         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 558         if (find_device(dev)) {
 559                 spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 560                 kfree(owner);
 561                 return -EEXIST;
 562         }
 563         owner->domain = domain;
 564         owner->dev = dev;
 565         list_add_tail(&owner->list, &dev_domain_list);
 566         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 567         return 0;
 568 }
 569 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_register_device_domain_owner);
 570
 571 int xen_unregister_device_domain_owner(struct pci_dev *dev)
 572 {
 573         struct xen_device_domain_owner *owner;
 574
 575         spin_lock(&dev_domain_list_spinlock);
 576         owner = find_device(dev);
 577         if (!owner) {
 578                 spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 579                 return -ENODEV;
 580         }
 581         list_del(&owner->list);
 582         spin_unlock(&dev_domain_list_spinlock);
 583         kfree(owner);
 584         return 0;
 585 }
 586 EXPORT_SYMBOL_GPL(xen_unregister_device_domain_owner);
 587 #endif