Merge tag 'gcc-plugins-v4.9-rc4' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[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 type;
204 } __packed;
205
206 struct pci_child_message {
207         struct pci_message 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
226         struct pci_message message[0];
227 };
228
229 /*
230  * Specific message types supporting the PCI protocol.
231  */
232
233 /*
234  * Version negotiation message. Sent from the guest to the host.
235  * The guest is free to try different versions until the host
236  * accepts the version.
237  *
238  * pci_version: The protocol version requested.
239  * is_last_attempt: If TRUE, this is the last version guest will request.
240  * reservedz: Reserved field, set to zero.
241  */
242
243 struct pci_version_request {
244         struct pci_message message_type;
245         enum pci_message_type protocol_version;
246 } __packed;
247
248 /*
249  * Bus D0 Entry.  This is sent from the guest to the host when the virtual
250  * bus (PCI Express port) is ready for action.
251  */
252
253 struct pci_bus_d0_entry {
254         struct pci_message message_type;
255         u32 reserved;
256         u64 mmio_base;
257 } __packed;
258
259 struct pci_bus_relations {
260         struct pci_incoming_message incoming;
261         u32 device_count;
262         struct pci_function_description func[0];
263 } __packed;
264
265 struct pci_q_res_req_response {
266         struct vmpacket_descriptor hdr;
267         s32 status;                     /* negative values are failures */
268         u32 probed_bar[6];
269 } __packed;
270
271 struct pci_set_power {
272         struct pci_message message_type;
273         union win_slot_encoding wslot;
274         u32 power_state;                /* In Windows terms */
275         u32 reserved;
276 } __packed;
277
278 struct pci_set_power_response {
279         struct vmpacket_descriptor hdr;
280         s32 status;                     /* negative values are failures */
281         union win_slot_encoding wslot;
282         u32 resultant_state;            /* In Windows terms */
283         u32 reserved;
284 } __packed;
285
286 struct pci_resources_assigned {
287         struct pci_message message_type;
288         union win_slot_encoding wslot;
289         u8 memory_range[0x14][6];       /* not used here */
290         u32 msi_descriptors;
291         u32 reserved[4];
292 } __packed;
293
294 struct pci_create_interrupt {
295         struct pci_message message_type;
296         union win_slot_encoding wslot;
297         struct hv_msi_desc int_desc;
298 } __packed;
299
300 struct pci_create_int_response {
301         struct pci_response response;
302         u32 reserved;
303         struct tran_int_desc int_desc;
304 } __packed;
305
306 struct pci_delete_interrupt {
307         struct pci_message message_type;
308         union win_slot_encoding wslot;
309         struct tran_int_desc int_desc;
310 } __packed;
311
312 struct pci_dev_incoming {
313         struct pci_incoming_message incoming;
314         union win_slot_encoding wslot;
315 } __packed;
316
317 struct pci_eject_response {
318         struct pci_message message_type;
319         union win_slot_encoding wslot;
320         u32 status;
321 } __packed;
322
323 static int pci_ring_size = (4 * PAGE_SIZE);
324
325 /*
326  * Definitions or interrupt steering hypercall.
327  */
328 #define HV_PARTITION_ID_SELF            ((u64)-1)
329 #define HVCALL_RETARGET_INTERRUPT       0x7e
330
331 struct retarget_msi_interrupt {
332         u64     partition_id;           /* use "self" */
333         u64     device_id;
334         u32     source;                 /* 1 for MSI(-X) */
335         u32     reserved1;
336         u32     address;
337         u32     data;
338         u64     reserved2;
339         u32     vector;
340         u32     flags;
341         u64     vp_mask;
342 } __packed;
343
344 /*
345  * Driver specific state.
346  */
347
348 enum hv_pcibus_state {
349         hv_pcibus_init = 0,
350         hv_pcibus_probed,
351         hv_pcibus_installed,
352         hv_pcibus_maximum
353 };
354
355 struct hv_pcibus_device {
356         struct pci_sysdata sysdata;
357         enum hv_pcibus_state state;
358         atomic_t remove_lock;
359         struct hv_device *hdev;
360         resource_size_t low_mmio_space;
361         resource_size_t high_mmio_space;
362         struct resource *mem_config;
363         struct resource *low_mmio_res;
364         struct resource *high_mmio_res;
365         struct completion *survey_event;
366         struct completion remove_event;
367         struct pci_bus *pci_bus;
368         spinlock_t config_lock; /* Avoid two threads writing index page */
369         spinlock_t device_list_lock;    /* Protect lists below */
370         void __iomem *cfg_addr;
371
372         struct semaphore enum_sem;
373         struct list_head resources_for_children;
374
375         struct list_head children;
376         struct list_head dr_list;
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[0];
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 void hv_pci_generic_compl(void *context, struct pci_response *resp,
451                                  int resp_packet_size)
452 {
453         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
454
455         if (resp_packet_size >= offsetofend(struct pci_response, status))
456                 comp_pkt->completion_status = resp->status;
457         else
458                 comp_pkt->completion_status = -1;
459
460         complete(&comp_pkt->host_event);
461 }
462
463 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
464                                                 u32 wslot);
465 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hv_pcidev,
466                          enum hv_pcidev_ref_reason reason);
467 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hv_pcidev,
468                          enum hv_pcidev_ref_reason reason);
469
470 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
471 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hv_pcibus);
472
473 /**
474  * devfn_to_wslot() - Convert from Linux PCI slot to Windows
475  * @devfn:      The Linux representation of PCI slot
476  *
477  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
478  *
479  * Return: The Windows representation
480  */
481 static u32 devfn_to_wslot(int devfn)
482 {
483         union win_slot_encoding wslot;
484
485         wslot.slot = 0;
486         wslot.bits.func = PCI_SLOT(devfn) | (PCI_FUNC(devfn) << 5);
487
488         return wslot.slot;
489 }
490
491 /**
492  * wslot_to_devfn() - Convert from Windows PCI slot to Linux
493  * @wslot:      The Windows representation of PCI slot
494  *
495  * Windows uses a slightly different representation of PCI slot.
496  *
497  * Return: The Linux representation
498  */
499 static int wslot_to_devfn(u32 wslot)
500 {
501         union win_slot_encoding slot_no;
502
503         slot_no.slot = wslot;
504         return PCI_DEVFN(0, slot_no.bits.func);
505 }
506
507 /*
508  * PCI Configuration Space for these root PCI buses is implemented as a pair
509  * of pages in memory-mapped I/O space.  Writing to the first page chooses
510  * the PCI function being written or read.  Once the first page has been
511  * written to, the following page maps in the entire configuration space of
512  * the function.
513  */
514
515 /**
516  * _hv_pcifront_read_config() - Internal PCI config read
517  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
518  * @where:      Offset within config space
519  * @size:       Size of the transfer
520  * @val:        Pointer to the buffer receiving the data
521  */
522 static void _hv_pcifront_read_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
523                                      int size, u32 *val)
524 {
525         unsigned long flags;
526         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
527
528         /*
529          * If the attempt is to read the IDs or the ROM BAR, simulate that.
530          */
531         if (where + size <= PCI_COMMAND) {
532                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.v_id) + where, size);
533         } else if (where >= PCI_CLASS_REVISION && where + size <=
534                    PCI_CACHE_LINE_SIZE) {
535                 memcpy(val, ((u8 *)&hpdev->desc.rev) + where -
536                        PCI_CLASS_REVISION, size);
537         } else if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID && where + size <=
538                    PCI_ROM_ADDRESS) {
539                 memcpy(val, (u8 *)&hpdev->desc.subsystem_id + where -
540                        PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID, size);
541         } else if (where >= PCI_ROM_ADDRESS && where + size <=
542                    PCI_CAPABILITY_LIST) {
543                 /* ROM BARs are unimplemented */
544                 *val = 0;
545         } else if (where >= PCI_INTERRUPT_LINE && where + size <=
546                    PCI_INTERRUPT_PIN) {
547                 /*
548                  * Interrupt Line and Interrupt PIN are hard-wired to zero
549                  * because this front-end only supports message-signaled
550                  * interrupts.
551                  */
552                 *val = 0;
553         } else if (where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
554                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
555                 /* Choose the function to be read. (See comment above) */
556                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
557                 /* Make sure the function was chosen before we start reading. */
558                 mb();
559                 /* Read from that function's config space. */
560                 switch (size) {
561                 case 1:
562                         *val = readb(addr);
563                         break;
564                 case 2:
565                         *val = readw(addr);
566                         break;
567                 default:
568                         *val = readl(addr);
569                         break;
570                 }
571                 /*
572                  * Make sure the write was done before we release the spinlock
573                  * allowing consecutive reads/writes.
574                  */
575                 mb();
576                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
577         } else {
578                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
579                         "Attempt to read beyond a function's config space.\n");
580         }
581 }
582
583 /**
584  * _hv_pcifront_write_config() - Internal PCI config write
585  * @hpdev:      The PCI driver's representation of the device
586  * @where:      Offset within config space
587  * @size:       Size of the transfer
588  * @val:        The data being transferred
589  */
590 static void _hv_pcifront_write_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where,
591                                       int size, u32 val)
592 {
593         unsigned long flags;
594         void __iomem *addr = hpdev->hbus->cfg_addr + CFG_PAGE_OFFSET + where;
595
596         if (where >= PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID &&
597             where + size <= PCI_CAPABILITY_LIST) {
598                 /* SSIDs and ROM BARs are read-only */
599         } else if (where >= PCI_COMMAND && where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
600                 spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
601                 /* Choose the function to be written. (See comment above) */
602                 writel(hpdev->desc.win_slot.slot, hpdev->hbus->cfg_addr);
603                 /* Make sure the function was chosen before we start writing. */
604                 wmb();
605                 /* Write to that function's config space. */
606                 switch (size) {
607                 case 1:
608                         writeb(val, addr);
609                         break;
610                 case 2:
611                         writew(val, addr);
612                         break;
613                 default:
614                         writel(val, addr);
615                         break;
616                 }
617                 /*
618                  * Make sure the write was done before we release the spinlock
619                  * allowing consecutive reads/writes.
620                  */
621                 mb();
622                 spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->config_lock, flags);
623         } else {
624                 dev_err(&hpdev->hbus->hdev->device,
625                         "Attempt to write beyond a function's config space.\n");
626         }
627 }
628
629 /**
630  * hv_pcifront_read_config() - Read configuration space
631  * @bus: PCI Bus structure
632  * @devfn: Device/function
633  * @where: Offset from base
634  * @size: Byte/word/dword
635  * @val: Value to be read
636  *
637  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
638  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
639  */
640 static int hv_pcifront_read_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
641                                    int where, int size, u32 *val)
642 {
643         struct hv_pcibus_device *hbus =
644                 container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
645         struct hv_pci_dev *hpdev;
646
647         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
648         if (!hpdev)
649                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
650
651         _hv_pcifront_read_config(hpdev, where, size, val);
652
653         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
654         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
655 }
656
657 /**
658  * hv_pcifront_write_config() - Write configuration space
659  * @bus: PCI Bus structure
660  * @devfn: Device/function
661  * @where: Offset from base
662  * @size: Byte/word/dword
663  * @val: Value to be written to device
664  *
665  * Return: PCIBIOS_SUCCESSFUL on success
666  *         PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND on failure
667  */
668 static int hv_pcifront_write_config(struct pci_bus *bus, unsigned int devfn,
669                                     int where, int size, u32 val)
670 {
671         struct hv_pcibus_device *hbus =
672             container_of(bus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
673         struct hv_pci_dev *hpdev;
674
675         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(devfn));
676         if (!hpdev)
677                 return PCIBIOS_DEVICE_NOT_FOUND;
678
679         _hv_pcifront_write_config(hpdev, where, size, val);
680
681         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
682         return PCIBIOS_SUCCESSFUL;
683 }
684
685 /* PCIe operations */
686 static struct pci_ops hv_pcifront_ops = {
687         .read  = hv_pcifront_read_config,
688         .write = hv_pcifront_write_config,
689 };
690
691 /* Interrupt management hooks */
692 static void hv_int_desc_free(struct hv_pci_dev *hpdev,
693                              struct tran_int_desc *int_desc)
694 {
695         struct pci_delete_interrupt *int_pkt;
696         struct {
697                 struct pci_packet pkt;
698                 u8 buffer[sizeof(struct pci_delete_interrupt)];
699         } ctxt;
700
701         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
702         int_pkt = (struct pci_delete_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
703         int_pkt->message_type.type =
704                 PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE;
705         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
706         int_pkt->int_desc = *int_desc;
707         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt, sizeof(*int_pkt),
708                          (unsigned long)&ctxt.pkt, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
709         kfree(int_desc);
710 }
711
712 /**
713  * hv_msi_free() - Free the MSI.
714  * @domain:     The interrupt domain pointer
715  * @info:       Extra MSI-related context
716  * @irq:        Identifies the IRQ.
717  *
718  * The Hyper-V parent partition and hypervisor are tracking the
719  * messages that are in use, keeping the interrupt redirection
720  * table up to date.  This callback sends a message that frees
721  * the IRT entry and related tracking nonsense.
722  */
723 static void hv_msi_free(struct irq_domain *domain, struct msi_domain_info *info,
724                         unsigned int irq)
725 {
726         struct hv_pcibus_device *hbus;
727         struct hv_pci_dev *hpdev;
728         struct pci_dev *pdev;
729         struct tran_int_desc *int_desc;
730         struct irq_data *irq_data = irq_domain_get_irq_data(domain, irq);
731         struct msi_desc *msi = irq_data_get_msi_desc(irq_data);
732
733         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi);
734         hbus = info->data;
735         int_desc = irq_data_get_irq_chip_data(irq_data);
736         if (!int_desc)
737                 return;
738
739         irq_data->chip_data = NULL;
740         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
741         if (!hpdev) {
742                 kfree(int_desc);
743                 return;
744         }
745
746         hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
747         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
748 }
749
750 static int hv_set_affinity(struct irq_data *data, const struct cpumask *dest,
751                            bool force)
752 {
753         struct irq_data *parent = data->parent_data;
754
755         return parent->chip->irq_set_affinity(parent, dest, force);
756 }
757
758 void hv_irq_mask(struct irq_data *data)
759 {
760         pci_msi_mask_irq(data);
761 }
762
763 /**
764  * hv_irq_unmask() - "Unmask" the IRQ by setting its current
765  * affinity.
766  * @data:       Describes the IRQ
767  *
768  * Build new a destination for the MSI and make a hypercall to
769  * update the Interrupt Redirection Table. "Device Logical ID"
770  * is built out of this PCI bus's instance GUID and the function
771  * number of the device.
772  */
773 void hv_irq_unmask(struct irq_data *data)
774 {
775         struct msi_desc *msi_desc = irq_data_get_msi_desc(data);
776         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
777         struct retarget_msi_interrupt params;
778         struct hv_pcibus_device *hbus;
779         struct cpumask *dest;
780         struct pci_bus *pbus;
781         struct pci_dev *pdev;
782         int cpu;
783
784         dest = irq_data_get_affinity_mask(data);
785         pdev = msi_desc_to_pci_dev(msi_desc);
786         pbus = pdev->bus;
787         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
788
789         memset(&params, 0, sizeof(params));
790         params.partition_id = HV_PARTITION_ID_SELF;
791         params.source = 1; /* MSI(-X) */
792         params.address = msi_desc->msg.address_lo;
793         params.data = msi_desc->msg.data;
794         params.device_id = (hbus->hdev->dev_instance.b[5] << 24) |
795                            (hbus->hdev->dev_instance.b[4] << 16) |
796                            (hbus->hdev->dev_instance.b[7] << 8) |
797                            (hbus->hdev->dev_instance.b[6] & 0xf8) |
798                            PCI_FUNC(pdev->devfn);
799         params.vector = cfg->vector;
800
801         for_each_cpu_and(cpu, dest, cpu_online_mask)
802                 params.vp_mask |= (1ULL << vmbus_cpu_number_to_vp_number(cpu));
803
804         hv_do_hypercall(HVCALL_RETARGET_INTERRUPT, &params, NULL);
805
806         pci_msi_unmask_irq(data);
807 }
808
809 struct compose_comp_ctxt {
810         struct hv_pci_compl comp_pkt;
811         struct tran_int_desc int_desc;
812 };
813
814 static void hv_pci_compose_compl(void *context, struct pci_response *resp,
815                                  int resp_packet_size)
816 {
817         struct compose_comp_ctxt *comp_pkt = context;
818         struct pci_create_int_response *int_resp =
819                 (struct pci_create_int_response *)resp;
820
821         comp_pkt->comp_pkt.completion_status = resp->status;
822         comp_pkt->int_desc = int_resp->int_desc;
823         complete(&comp_pkt->comp_pkt.host_event);
824 }
825
826 /**
827  * hv_compose_msi_msg() - Supplies a valid MSI address/data
828  * @data:       Everything about this MSI
829  * @msg:        Buffer that is filled in by this function
830  *
831  * This function unpacks the IRQ looking for target CPU set, IDT
832  * vector and mode and sends a message to the parent partition
833  * asking for a mapping for that tuple in this partition.  The
834  * response supplies a data value and address to which that data
835  * should be written to trigger that interrupt.
836  */
837 static void hv_compose_msi_msg(struct irq_data *data, struct msi_msg *msg)
838 {
839         struct irq_cfg *cfg = irqd_cfg(data);
840         struct hv_pcibus_device *hbus;
841         struct hv_pci_dev *hpdev;
842         struct pci_bus *pbus;
843         struct pci_dev *pdev;
844         struct pci_create_interrupt *int_pkt;
845         struct compose_comp_ctxt comp;
846         struct tran_int_desc *int_desc;
847         struct cpumask *affinity;
848         struct {
849                 struct pci_packet pkt;
850                 u8 buffer[sizeof(struct pci_create_interrupt)];
851         } ctxt;
852         int cpu;
853         int ret;
854
855         pdev = msi_desc_to_pci_dev(irq_data_get_msi_desc(data));
856         pbus = pdev->bus;
857         hbus = container_of(pbus->sysdata, struct hv_pcibus_device, sysdata);
858         hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, devfn_to_wslot(pdev->devfn));
859         if (!hpdev)
860                 goto return_null_message;
861
862         /* Free any previous message that might have already been composed. */
863         if (data->chip_data) {
864                 int_desc = data->chip_data;
865                 data->chip_data = NULL;
866                 hv_int_desc_free(hpdev, int_desc);
867         }
868
869         int_desc = kzalloc(sizeof(*int_desc), GFP_KERNEL);
870         if (!int_desc)
871                 goto drop_reference;
872
873         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
874         init_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
875         ctxt.pkt.completion_func = hv_pci_compose_compl;
876         ctxt.pkt.compl_ctxt = &comp;
877         int_pkt = (struct pci_create_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
878         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE;
879         int_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
880         int_pkt->int_desc.vector = cfg->vector;
881         int_pkt->int_desc.vector_count = 1;
882         int_pkt->int_desc.delivery_mode =
883                 (apic->irq_delivery_mode == dest_LowestPrio) ? 1 : 0;
884
885         /*
886          * This bit doesn't have to work on machines with more than 64
887          * processors because Hyper-V only supports 64 in a guest.
888          */
889         affinity = irq_data_get_affinity_mask(data);
890         for_each_cpu_and(cpu, affinity, cpu_online_mask) {
891                 int_pkt->int_desc.cpu_mask |=
892                         (1ULL << vmbus_cpu_number_to_vp_number(cpu));
893         }
894
895         ret = vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, int_pkt,
896                                sizeof(*int_pkt), (unsigned long)&ctxt.pkt,
897                                VM_PKT_DATA_INBAND,
898                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
899         if (ret)
900                 goto free_int_desc;
901
902         wait_for_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
903
904         if (comp.comp_pkt.completion_status < 0) {
905                 dev_err(&hbus->hdev->device,
906                         "Request for interrupt failed: 0x%x",
907                         comp.comp_pkt.completion_status);
908                 goto free_int_desc;
909         }
910
911         /*
912          * Record the assignment so that this can be unwound later. Using
913          * irq_set_chip_data() here would be appropriate, but the lock it takes
914          * is already held.
915          */
916         *int_desc = comp.int_desc;
917         data->chip_data = int_desc;
918
919         /* Pass up the result. */
920         msg->address_hi = comp.int_desc.address >> 32;
921         msg->address_lo = comp.int_desc.address & 0xffffffff;
922         msg->data = comp.int_desc.data;
923
924         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
925         return;
926
927 free_int_desc:
928         kfree(int_desc);
929 drop_reference:
930         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
931 return_null_message:
932         msg->address_hi = 0;
933         msg->address_lo = 0;
934         msg->data = 0;
935 }
936
937 /* HW Interrupt Chip Descriptor */
938 static struct irq_chip hv_msi_irq_chip = {
939         .name                   = "Hyper-V PCIe MSI",
940         .irq_compose_msi_msg    = hv_compose_msi_msg,
941         .irq_set_affinity       = hv_set_affinity,
942         .irq_ack                = irq_chip_ack_parent,
943         .irq_mask               = hv_irq_mask,
944         .irq_unmask             = hv_irq_unmask,
945 };
946
947 static irq_hw_number_t hv_msi_domain_ops_get_hwirq(struct msi_domain_info *info,
948                                                    msi_alloc_info_t *arg)
949 {
950         return arg->msi_hwirq;
951 }
952
953 static struct msi_domain_ops hv_msi_ops = {
954         .get_hwirq      = hv_msi_domain_ops_get_hwirq,
955         .msi_prepare    = pci_msi_prepare,
956         .set_desc       = pci_msi_set_desc,
957         .msi_free       = hv_msi_free,
958 };
959
960 /**
961  * hv_pcie_init_irq_domain() - Initialize IRQ domain
962  * @hbus:       The root PCI bus
963  *
964  * This function creates an IRQ domain which will be used for
965  * interrupts from devices that have been passed through.  These
966  * devices only support MSI and MSI-X, not line-based interrupts
967  * or simulations of line-based interrupts through PCIe's
968  * fabric-layer messages.  Because interrupts are remapped, we
969  * can support multi-message MSI here.
970  *
971  * Return: '0' on success and error value on failure
972  */
973 static int hv_pcie_init_irq_domain(struct hv_pcibus_device *hbus)
974 {
975         hbus->msi_info.chip = &hv_msi_irq_chip;
976         hbus->msi_info.ops = &hv_msi_ops;
977         hbus->msi_info.flags = (MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS |
978                 MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS | MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI |
979                 MSI_FLAG_PCI_MSIX);
980         hbus->msi_info.handler = handle_edge_irq;
981         hbus->msi_info.handler_name = "edge";
982         hbus->msi_info.data = hbus;
983         hbus->irq_domain = pci_msi_create_irq_domain(hbus->sysdata.fwnode,
984                                                      &hbus->msi_info,
985                                                      x86_vector_domain);
986         if (!hbus->irq_domain) {
987                 dev_err(&hbus->hdev->device,
988                         "Failed to build an MSI IRQ domain\n");
989                 return -ENODEV;
990         }
991
992         return 0;
993 }
994
995 /**
996  * get_bar_size() - Get the address space consumed by a BAR
997  * @bar_val:    Value that a BAR returned after -1 was written
998  *              to it.
999  *
1000  * This function returns the size of the BAR, rounded up to 1
1001  * page.  It has to be rounded up because the hypervisor's page
1002  * table entry that maps the BAR into the VM can't specify an
1003  * offset within a page.  The invariant is that the hypervisor
1004  * must place any BARs of smaller than page length at the
1005  * beginning of a page.
1006  *
1007  * Return:      Size in bytes of the consumed MMIO space.
1008  */
1009 static u64 get_bar_size(u64 bar_val)
1010 {
1011         return round_up((1 + ~(bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK)),
1012                         PAGE_SIZE);
1013 }
1014
1015 /**
1016  * survey_child_resources() - Total all MMIO requirements
1017  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1018  */
1019 static void survey_child_resources(struct hv_pcibus_device *hbus)
1020 {
1021         struct list_head *iter;
1022         struct hv_pci_dev *hpdev;
1023         resource_size_t bar_size = 0;
1024         unsigned long flags;
1025         struct completion *event;
1026         u64 bar_val;
1027         int i;
1028
1029         /* If nobody is waiting on the answer, don't compute it. */
1030         event = xchg(&hbus->survey_event, NULL);
1031         if (!event)
1032                 return;
1033
1034         /* If the answer has already been computed, go with it. */
1035         if (hbus->low_mmio_space || hbus->high_mmio_space) {
1036                 complete(event);
1037                 return;
1038         }
1039
1040         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1041
1042         /*
1043          * Due to an interesting quirk of the PCI spec, all memory regions
1044          * for a child device are a power of 2 in size and aligned in memory,
1045          * so it's sufficient to just add them up without tracking alignment.
1046          */
1047         list_for_each(iter, &hbus->children) {
1048                 hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev, list_entry);
1049                 for (i = 0; i < 6; i++) {
1050                         if (hpdev->probed_bar[i] & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO)
1051                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1052                                         "There's an I/O BAR in this list!\n");
1053
1054                         if (hpdev->probed_bar[i] != 0) {
1055                                 /*
1056                                  * A probed BAR has all the upper bits set that
1057                                  * can be changed.
1058                                  */
1059
1060                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1061                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1062                                         bar_val |=
1063                                         ((u64)hpdev->probed_bar[++i] << 32);
1064                                 else
1065                                         bar_val |= 0xffffffff00000000ULL;
1066
1067                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1068
1069                                 if (bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64)
1070                                         hbus->high_mmio_space += bar_size;
1071                                 else
1072                                         hbus->low_mmio_space += bar_size;
1073                         }
1074                 }
1075         }
1076
1077         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1078         complete(event);
1079 }
1080
1081 /**
1082  * prepopulate_bars() - Fill in BARs with defaults
1083  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1084  *
1085  * The core PCI driver code seems much, much happier if the BARs
1086  * for a device have values upon first scan. So fill them in.
1087  * The algorithm below works down from large sizes to small,
1088  * attempting to pack the assignments optimally. The assumption,
1089  * enforced in other parts of the code, is that the beginning of
1090  * the memory-mapped I/O space will be aligned on the largest
1091  * BAR size.
1092  */
1093 static void prepopulate_bars(struct hv_pcibus_device *hbus)
1094 {
1095         resource_size_t high_size = 0;
1096         resource_size_t low_size = 0;
1097         resource_size_t high_base = 0;
1098         resource_size_t low_base = 0;
1099         resource_size_t bar_size;
1100         struct hv_pci_dev *hpdev;
1101         struct list_head *iter;
1102         unsigned long flags;
1103         u64 bar_val;
1104         u32 command;
1105         bool high;
1106         int i;
1107
1108         if (hbus->low_mmio_space) {
1109                 low_size = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
1110                 low_base = hbus->low_mmio_res->start;
1111         }
1112
1113         if (hbus->high_mmio_space) {
1114                 high_size = 1ULL <<
1115                         (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
1116                 high_base = hbus->high_mmio_res->start;
1117         }
1118
1119         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1120
1121         /* Pick addresses for the BARs. */
1122         do {
1123                 list_for_each(iter, &hbus->children) {
1124                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1125                                              list_entry);
1126                         for (i = 0; i < 6; i++) {
1127                                 bar_val = hpdev->probed_bar[i];
1128                                 if (bar_val == 0)
1129                                         continue;
1130                                 high = bar_val & PCI_BASE_ADDRESS_MEM_TYPE_64;
1131                                 if (high) {
1132                                         bar_val |=
1133                                                 ((u64)hpdev->probed_bar[i + 1]
1134                                                  << 32);
1135                                 } else {
1136                                         bar_val |= 0xffffffffULL << 32;
1137                                 }
1138                                 bar_size = get_bar_size(bar_val);
1139                                 if (high) {
1140                                         if (high_size != bar_size) {
1141                                                 i++;
1142                                                 continue;
1143                                         }
1144                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1145                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1146                                                 4,
1147                                                 (u32)(high_base & 0xffffff00));
1148                                         i++;
1149                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1150                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1151                                                 4, (u32)(high_base >> 32));
1152                                         high_base += bar_size;
1153                                 } else {
1154                                         if (low_size != bar_size)
1155                                                 continue;
1156                                         _hv_pcifront_write_config(hpdev,
1157                                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * i),
1158                                                 4,
1159                                                 (u32)(low_base & 0xffffff00));
1160                                         low_base += bar_size;
1161                                 }
1162                         }
1163                         if (high_size <= 1 && low_size <= 1) {
1164                                 /* Set the memory enable bit. */
1165                                 _hv_pcifront_read_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1166                                                          &command);
1167                                 command |= PCI_COMMAND_MEMORY;
1168                                 _hv_pcifront_write_config(hpdev, PCI_COMMAND, 2,
1169                                                           command);
1170                                 break;
1171                         }
1172                 }
1173
1174                 high_size >>= 1;
1175                 low_size >>= 1;
1176         }  while (high_size || low_size);
1177
1178         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1179 }
1180
1181 /**
1182  * create_root_hv_pci_bus() - Expose a new root PCI bus
1183  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1184  *
1185  * Return: 0 on success, -errno on failure
1186  */
1187 static int create_root_hv_pci_bus(struct hv_pcibus_device *hbus)
1188 {
1189         /* Register the device */
1190         hbus->pci_bus = pci_create_root_bus(&hbus->hdev->device,
1191                                             0, /* bus number is always zero */
1192                                             &hv_pcifront_ops,
1193                                             &hbus->sysdata,
1194                                             &hbus->resources_for_children);
1195         if (!hbus->pci_bus)
1196                 return -ENODEV;
1197
1198         hbus->pci_bus->msi = &hbus->msi_chip;
1199         hbus->pci_bus->msi->dev = &hbus->hdev->device;
1200
1201         pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
1202         pci_bus_assign_resources(hbus->pci_bus);
1203         pci_bus_add_devices(hbus->pci_bus);
1204         hbus->state = hv_pcibus_installed;
1205         return 0;
1206 }
1207
1208 struct q_res_req_compl {
1209         struct completion host_event;
1210         struct hv_pci_dev *hpdev;
1211 };
1212
1213 /**
1214  * q_resource_requirements() - Query Resource Requirements
1215  * @context:            The completion context.
1216  * @resp:               The response that came from the host.
1217  * @resp_packet_size:   The size in bytes of resp.
1218  *
1219  * This function is invoked on completion of a Query Resource
1220  * Requirements packet.
1221  */
1222 static void q_resource_requirements(void *context, struct pci_response *resp,
1223                                     int resp_packet_size)
1224 {
1225         struct q_res_req_compl *completion = context;
1226         struct pci_q_res_req_response *q_res_req =
1227                 (struct pci_q_res_req_response *)resp;
1228         int i;
1229
1230         if (resp->status < 0) {
1231                 dev_err(&completion->hpdev->hbus->hdev->device,
1232                         "query resource requirements failed: %x\n",
1233                         resp->status);
1234         } else {
1235                 for (i = 0; i < 6; i++) {
1236                         completion->hpdev->probed_bar[i] =
1237                                 q_res_req->probed_bar[i];
1238                 }
1239         }
1240
1241         complete(&completion->host_event);
1242 }
1243
1244 static void get_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev,
1245                             enum hv_pcidev_ref_reason reason)
1246 {
1247         atomic_inc(&hpdev->refs);
1248 }
1249
1250 static void put_pcichild(struct hv_pci_dev *hpdev,
1251                             enum hv_pcidev_ref_reason reason)
1252 {
1253         if (atomic_dec_and_test(&hpdev->refs))
1254                 kfree(hpdev);
1255 }
1256
1257 /**
1258  * new_pcichild_device() - Create a new child device
1259  * @hbus:       The internal struct tracking this root PCI bus.
1260  * @desc:       The information supplied so far from the host
1261  *              about the device.
1262  *
1263  * This function creates the tracking structure for a new child
1264  * device and kicks off the process of figuring out what it is.
1265  *
1266  * Return: Pointer to the new tracking struct
1267  */
1268 static struct hv_pci_dev *new_pcichild_device(struct hv_pcibus_device *hbus,
1269                 struct pci_function_description *desc)
1270 {
1271         struct hv_pci_dev *hpdev;
1272         struct pci_child_message *res_req;
1273         struct q_res_req_compl comp_pkt;
1274         union {
1275         struct pci_packet init_packet;
1276                 u8 buffer[0x100];
1277         } pkt;
1278         unsigned long flags;
1279         int ret;
1280
1281         hpdev = kzalloc(sizeof(*hpdev), GFP_ATOMIC);
1282         if (!hpdev)
1283                 return NULL;
1284
1285         hpdev->hbus = hbus;
1286
1287         memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
1288         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1289         comp_pkt.hpdev = hpdev;
1290         pkt.init_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
1291         pkt.init_packet.completion_func = q_resource_requirements;
1292         res_req = (struct pci_child_message *)&pkt.init_packet.message;
1293         res_req->message_type.type = PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS;
1294         res_req->wslot.slot = desc->win_slot.slot;
1295
1296         ret = vmbus_sendpacket(hbus->hdev->channel, res_req,
1297                                sizeof(struct pci_child_message),
1298                                (unsigned long)&pkt.init_packet,
1299                                VM_PKT_DATA_INBAND,
1300                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1301         if (ret)
1302                 goto error;
1303
1304         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1305
1306         hpdev->desc = *desc;
1307         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_initial);
1308         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_childlist);
1309         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1310         list_add_tail(&hpdev->list_entry, &hbus->children);
1311         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1312         return hpdev;
1313
1314 error:
1315         kfree(hpdev);
1316         return NULL;
1317 }
1318
1319 /**
1320  * get_pcichild_wslot() - Find device from slot
1321  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1322  * @wslot:      Location on the bus
1323  *
1324  * This function looks up a PCI device and returns the internal
1325  * representation of it.  It acquires a reference on it, so that
1326  * the device won't be deleted while somebody is using it.  The
1327  * caller is responsible for calling put_pcichild() to release
1328  * this reference.
1329  *
1330  * Return:      Internal representation of a PCI device
1331  */
1332 static struct hv_pci_dev *get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus_device *hbus,
1333                                              u32 wslot)
1334 {
1335         unsigned long flags;
1336         struct hv_pci_dev *iter, *hpdev = NULL;
1337
1338         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1339         list_for_each_entry(iter, &hbus->children, list_entry) {
1340                 if (iter->desc.win_slot.slot == wslot) {
1341                         hpdev = iter;
1342                         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
1343                         break;
1344                 }
1345         }
1346         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1347
1348         return hpdev;
1349 }
1350
1351 /**
1352  * pci_devices_present_work() - Handle new list of child devices
1353  * @work:       Work struct embedded in struct hv_dr_work
1354  *
1355  * "Bus Relations" is the Windows term for "children of this
1356  * bus."  The terminology is preserved here for people trying to
1357  * debug the interaction between Hyper-V and Linux.  This
1358  * function is called when the parent partition reports a list
1359  * of functions that should be observed under this PCI Express
1360  * port (bus).
1361  *
1362  * This function updates the list, and must tolerate being
1363  * called multiple times with the same information.  The typical
1364  * number of child devices is one, with very atypical cases
1365  * involving three or four, so the algorithms used here can be
1366  * simple and inefficient.
1367  *
1368  * It must also treat the omission of a previously observed device as
1369  * notification that the device no longer exists.
1370  *
1371  * Note that this function is a work item, and it may not be
1372  * invoked in the order that it was queued.  Back to back
1373  * updates of the list of present devices may involve queuing
1374  * multiple work items, and this one may run before ones that
1375  * were sent later. As such, this function only does something
1376  * if is the last one in the queue.
1377  */
1378 static void pci_devices_present_work(struct work_struct *work)
1379 {
1380         u32 child_no;
1381         bool found;
1382         struct list_head *iter;
1383         struct pci_function_description *new_desc;
1384         struct hv_pci_dev *hpdev;
1385         struct hv_pcibus_device *hbus;
1386         struct list_head removed;
1387         struct hv_dr_work *dr_wrk;
1388         struct hv_dr_state *dr = NULL;
1389         unsigned long flags;
1390
1391         dr_wrk = container_of(work, struct hv_dr_work, wrk);
1392         hbus = dr_wrk->bus;
1393         kfree(dr_wrk);
1394
1395         INIT_LIST_HEAD(&removed);
1396
1397         if (down_interruptible(&hbus->enum_sem)) {
1398                 put_hvpcibus(hbus);
1399                 return;
1400         }
1401
1402         /* Pull this off the queue and process it if it was the last one. */
1403         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1404         while (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
1405                 dr = list_first_entry(&hbus->dr_list, struct hv_dr_state,
1406                                       list_entry);
1407                 list_del(&dr->list_entry);
1408
1409                 /* Throw this away if the list still has stuff in it. */
1410                 if (!list_empty(&hbus->dr_list)) {
1411                         kfree(dr);
1412                         continue;
1413                 }
1414         }
1415         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1416
1417         if (!dr) {
1418                 up(&hbus->enum_sem);
1419                 put_hvpcibus(hbus);
1420                 return;
1421         }
1422
1423         /* First, mark all existing children as reported missing. */
1424         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1425         list_for_each(iter, &hbus->children) {
1426                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1427                                              list_entry);
1428                         hpdev->reported_missing = true;
1429         }
1430         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1431
1432         /* Next, add back any reported devices. */
1433         for (child_no = 0; child_no < dr->device_count; child_no++) {
1434                 found = false;
1435                 new_desc = &dr->func[child_no];
1436
1437                 spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1438                 list_for_each(iter, &hbus->children) {
1439                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1440                                              list_entry);
1441                         if ((hpdev->desc.win_slot.slot ==
1442                              new_desc->win_slot.slot) &&
1443                             (hpdev->desc.v_id == new_desc->v_id) &&
1444                             (hpdev->desc.d_id == new_desc->d_id) &&
1445                             (hpdev->desc.ser == new_desc->ser)) {
1446                                 hpdev->reported_missing = false;
1447                                 found = true;
1448                         }
1449                 }
1450                 spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1451
1452                 if (!found) {
1453                         hpdev = new_pcichild_device(hbus, new_desc);
1454                         if (!hpdev)
1455                                 dev_err(&hbus->hdev->device,
1456                                         "couldn't record a child device.\n");
1457                 }
1458         }
1459
1460         /* Move missing children to a list on the stack. */
1461         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1462         do {
1463                 found = false;
1464                 list_for_each(iter, &hbus->children) {
1465                         hpdev = container_of(iter, struct hv_pci_dev,
1466                                              list_entry);
1467                         if (hpdev->reported_missing) {
1468                                 found = true;
1469                                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_childlist);
1470                                 list_move_tail(&hpdev->list_entry, &removed);
1471                                 break;
1472                         }
1473                 }
1474         } while (found);
1475         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1476
1477         /* Delete everything that should no longer exist. */
1478         while (!list_empty(&removed)) {
1479                 hpdev = list_first_entry(&removed, struct hv_pci_dev,
1480                                          list_entry);
1481                 list_del(&hpdev->list_entry);
1482                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_initial);
1483         }
1484
1485         /* Tell the core to rescan bus because there may have been changes. */
1486         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
1487                 pci_lock_rescan_remove();
1488                 pci_scan_child_bus(hbus->pci_bus);
1489                 pci_unlock_rescan_remove();
1490         } else {
1491                 survey_child_resources(hbus);
1492         }
1493
1494         up(&hbus->enum_sem);
1495         put_hvpcibus(hbus);
1496         kfree(dr);
1497 }
1498
1499 /**
1500  * hv_pci_devices_present() - Handles list of new children
1501  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1502  * @relations:  Packet from host listing children
1503  *
1504  * This function is invoked whenever a new list of devices for
1505  * this bus appears.
1506  */
1507 static void hv_pci_devices_present(struct hv_pcibus_device *hbus,
1508                                    struct pci_bus_relations *relations)
1509 {
1510         struct hv_dr_state *dr;
1511         struct hv_dr_work *dr_wrk;
1512         unsigned long flags;
1513
1514         dr_wrk = kzalloc(sizeof(*dr_wrk), GFP_NOWAIT);
1515         if (!dr_wrk)
1516                 return;
1517
1518         dr = kzalloc(offsetof(struct hv_dr_state, func) +
1519                      (sizeof(struct pci_function_description) *
1520                       (relations->device_count)), GFP_NOWAIT);
1521         if (!dr)  {
1522                 kfree(dr_wrk);
1523                 return;
1524         }
1525
1526         INIT_WORK(&dr_wrk->wrk, pci_devices_present_work);
1527         dr_wrk->bus = hbus;
1528         dr->device_count = relations->device_count;
1529         if (dr->device_count != 0) {
1530                 memcpy(dr->func, relations->func,
1531                        sizeof(struct pci_function_description) *
1532                        dr->device_count);
1533         }
1534
1535         spin_lock_irqsave(&hbus->device_list_lock, flags);
1536         list_add_tail(&dr->list_entry, &hbus->dr_list);
1537         spin_unlock_irqrestore(&hbus->device_list_lock, flags);
1538
1539         get_hvpcibus(hbus);
1540         schedule_work(&dr_wrk->wrk);
1541 }
1542
1543 /**
1544  * hv_eject_device_work() - Asynchronously handles ejection
1545  * @work:       Work struct embedded in internal device struct
1546  *
1547  * This function handles ejecting a device.  Windows will
1548  * attempt to gracefully eject a device, waiting 60 seconds to
1549  * hear back from the guest OS that this completed successfully.
1550  * If this timer expires, the device will be forcibly removed.
1551  */
1552 static void hv_eject_device_work(struct work_struct *work)
1553 {
1554         struct pci_eject_response *ejct_pkt;
1555         struct hv_pci_dev *hpdev;
1556         struct pci_dev *pdev;
1557         unsigned long flags;
1558         int wslot;
1559         struct {
1560                 struct pci_packet pkt;
1561                 u8 buffer[sizeof(struct pci_eject_response)];
1562         } ctxt;
1563
1564         hpdev = container_of(work, struct hv_pci_dev, wrk);
1565
1566         if (hpdev->state != hv_pcichild_ejecting) {
1567                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_pnp);
1568                 return;
1569         }
1570
1571         /*
1572          * Ejection can come before or after the PCI bus has been set up, so
1573          * attempt to find it and tear down the bus state, if it exists.  This
1574          * must be done without constructs like pci_domain_nr(hbus->pci_bus)
1575          * because hbus->pci_bus may not exist yet.
1576          */
1577         wslot = wslot_to_devfn(hpdev->desc.win_slot.slot);
1578         pdev = pci_get_domain_bus_and_slot(hpdev->hbus->sysdata.domain, 0,
1579                                            wslot);
1580         if (pdev) {
1581                 pci_stop_and_remove_bus_device(pdev);
1582                 pci_dev_put(pdev);
1583         }
1584
1585         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1586         ejct_pkt = (struct pci_eject_response *)&ctxt.pkt.message;
1587         ejct_pkt->message_type.type = PCI_EJECTION_COMPLETE;
1588         ejct_pkt->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
1589         vmbus_sendpacket(hpdev->hbus->hdev->channel, ejct_pkt,
1590                          sizeof(*ejct_pkt), (unsigned long)&ctxt.pkt,
1591                          VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
1592
1593         spin_lock_irqsave(&hpdev->hbus->device_list_lock, flags);
1594         list_del(&hpdev->list_entry);
1595         spin_unlock_irqrestore(&hpdev->hbus->device_list_lock, flags);
1596
1597         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_childlist);
1598         put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_pnp);
1599         put_hvpcibus(hpdev->hbus);
1600 }
1601
1602 /**
1603  * hv_pci_eject_device() - Handles device ejection
1604  * @hpdev:      Internal device tracking struct
1605  *
1606  * This function is invoked when an ejection packet arrives.  It
1607  * just schedules work so that we don't re-enter the packet
1608  * delivery code handling the ejection.
1609  */
1610 static void hv_pci_eject_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
1611 {
1612         hpdev->state = hv_pcichild_ejecting;
1613         get_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_pnp);
1614         INIT_WORK(&hpdev->wrk, hv_eject_device_work);
1615         get_hvpcibus(hpdev->hbus);
1616         schedule_work(&hpdev->wrk);
1617 }
1618
1619 /**
1620  * hv_pci_onchannelcallback() - Handles incoming packets
1621  * @context:    Internal bus tracking struct
1622  *
1623  * This function is invoked whenever the host sends a packet to
1624  * this channel (which is private to this root PCI bus).
1625  */
1626 static void hv_pci_onchannelcallback(void *context)
1627 {
1628         const int packet_size = 0x100;
1629         int ret;
1630         struct hv_pcibus_device *hbus = context;
1631         u32 bytes_recvd;
1632         u64 req_id;
1633         struct vmpacket_descriptor *desc;
1634         unsigned char *buffer;
1635         int bufferlen = packet_size;
1636         struct pci_packet *comp_packet;
1637         struct pci_response *response;
1638         struct pci_incoming_message *new_message;
1639         struct pci_bus_relations *bus_rel;
1640         struct pci_dev_incoming *dev_message;
1641         struct hv_pci_dev *hpdev;
1642
1643         buffer = kmalloc(bufferlen, GFP_ATOMIC);
1644         if (!buffer)
1645                 return;
1646
1647         while (1) {
1648                 ret = vmbus_recvpacket_raw(hbus->hdev->channel, buffer,
1649                                            bufferlen, &bytes_recvd, &req_id);
1650
1651                 if (ret == -ENOBUFS) {
1652                         kfree(buffer);
1653                         /* Handle large packet */
1654                         bufferlen = bytes_recvd;
1655                         buffer = kmalloc(bytes_recvd, GFP_ATOMIC);
1656                         if (!buffer)
1657                                 return;
1658                         continue;
1659                 }
1660
1661                 /* Zero length indicates there are no more packets. */
1662                 if (ret || !bytes_recvd)
1663                         break;
1664
1665                 /*
1666                  * All incoming packets must be at least as large as a
1667                  * response.
1668                  */
1669                 if (bytes_recvd <= sizeof(struct pci_response))
1670                         continue;
1671                 desc = (struct vmpacket_descriptor *)buffer;
1672
1673                 switch (desc->type) {
1674                 case VM_PKT_COMP:
1675
1676                         /*
1677                          * The host is trusted, and thus it's safe to interpret
1678                          * this transaction ID as a pointer.
1679                          */
1680                         comp_packet = (struct pci_packet *)req_id;
1681                         response = (struct pci_response *)buffer;
1682                         comp_packet->completion_func(comp_packet->compl_ctxt,
1683                                                      response,
1684                                                      bytes_recvd);
1685                         break;
1686
1687                 case VM_PKT_DATA_INBAND:
1688
1689                         new_message = (struct pci_incoming_message *)buffer;
1690                         switch (new_message->message_type.type) {
1691                         case PCI_BUS_RELATIONS:
1692
1693                                 bus_rel = (struct pci_bus_relations *)buffer;
1694                                 if (bytes_recvd <
1695                                     offsetof(struct pci_bus_relations, func) +
1696                                     (sizeof(struct pci_function_description) *
1697                                      (bus_rel->device_count))) {
1698                                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1699                                                 "bus relations too small\n");
1700                                         break;
1701                                 }
1702
1703                                 hv_pci_devices_present(hbus, bus_rel);
1704                                 break;
1705
1706                         case PCI_EJECT:
1707
1708                                 dev_message = (struct pci_dev_incoming *)buffer;
1709                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
1710                                                       dev_message->wslot.slot);
1711                                 if (hpdev) {
1712                                         hv_pci_eject_device(hpdev);
1713                                         put_pcichild(hpdev,
1714                                                         hv_pcidev_ref_by_slot);
1715                                 }
1716                                 break;
1717
1718                         default:
1719                                 dev_warn(&hbus->hdev->device,
1720                                         "Unimplemented protocol message %x\n",
1721                                         new_message->message_type.type);
1722                                 break;
1723                         }
1724                         break;
1725
1726                 default:
1727                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1728                                 "unhandled packet type %d, tid %llx len %d\n",
1729                                 desc->type, req_id, bytes_recvd);
1730                         break;
1731                 }
1732         }
1733
1734         kfree(buffer);
1735 }
1736
1737 /**
1738  * hv_pci_protocol_negotiation() - Set up protocol
1739  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
1740  *
1741  * This driver is intended to support running on Windows 10
1742  * (server) and later versions. It will not run on earlier
1743  * versions, as they assume that many of the operations which
1744  * Linux needs accomplished with a spinlock held were done via
1745  * asynchronous messaging via VMBus.  Windows 10 increases the
1746  * surface area of PCI emulation so that these actions can take
1747  * place by suspending a virtual processor for their duration.
1748  *
1749  * This function negotiates the channel protocol version,
1750  * failing if the host doesn't support the necessary protocol
1751  * level.
1752  */
1753 static int hv_pci_protocol_negotiation(struct hv_device *hdev)
1754 {
1755         struct pci_version_request *version_req;
1756         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1757         struct pci_packet *pkt;
1758         int ret;
1759
1760         /*
1761          * Initiate the handshake with the host and negotiate
1762          * a version that the host can support. We start with the
1763          * highest version number and go down if the host cannot
1764          * support it.
1765          */
1766         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*version_req), GFP_KERNEL);
1767         if (!pkt)
1768                 return -ENOMEM;
1769
1770         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1771         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
1772         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
1773         version_req = (struct pci_version_request *)&pkt->message;
1774         version_req->message_type.type = PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION;
1775         version_req->protocol_version = PCI_PROTOCOL_VERSION_CURRENT;
1776
1777         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, version_req,
1778                                sizeof(struct pci_version_request),
1779                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1780                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1781         if (ret)
1782                 goto exit;
1783
1784         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1785
1786         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
1787                 dev_err(&hdev->device,
1788                         "PCI Pass-through VSP failed version request %x\n",
1789                         comp_pkt.completion_status);
1790                 ret = -EPROTO;
1791                 goto exit;
1792         }
1793
1794         ret = 0;
1795
1796 exit:
1797         kfree(pkt);
1798         return ret;
1799 }
1800
1801 /**
1802  * hv_pci_free_bridge_windows() - Release memory regions for the
1803  * bus
1804  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1805  */
1806 static void hv_pci_free_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
1807 {
1808         /*
1809          * Set the resources back to the way they looked when they
1810          * were allocated by setting IORESOURCE_BUSY again.
1811          */
1812
1813         if (hbus->low_mmio_space && hbus->low_mmio_res) {
1814                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1815                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
1816                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
1817         }
1818
1819         if (hbus->high_mmio_space && hbus->high_mmio_res) {
1820                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1821                 vmbus_free_mmio(hbus->high_mmio_res->start,
1822                                 resource_size(hbus->high_mmio_res));
1823         }
1824 }
1825
1826 /**
1827  * hv_pci_allocate_bridge_windows() - Allocate memory regions
1828  * for the bus
1829  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1830  *
1831  * This function calls vmbus_allocate_mmio(), which is itself a
1832  * bit of a compromise.  Ideally, we might change the pnp layer
1833  * in the kernel such that it comprehends either PCI devices
1834  * which are "grandchildren of ACPI," with some intermediate bus
1835  * node (in this case, VMBus) or change it such that it
1836  * understands VMBus.  The pnp layer, however, has been declared
1837  * deprecated, and not subject to change.
1838  *
1839  * The workaround, implemented here, is to ask VMBus to allocate
1840  * MMIO space for this bus.  VMBus itself knows which ranges are
1841  * appropriate by looking at its own ACPI objects.  Then, after
1842  * these ranges are claimed, they're modified to look like they
1843  * would have looked if the ACPI and pnp code had allocated
1844  * bridge windows.  These descriptors have to exist in this form
1845  * in order to satisfy the code which will get invoked when the
1846  * endpoint PCI function driver calls request_mem_region() or
1847  * request_mem_region_exclusive().
1848  *
1849  * Return: 0 on success, -errno on failure
1850  */
1851 static int hv_pci_allocate_bridge_windows(struct hv_pcibus_device *hbus)
1852 {
1853         resource_size_t align;
1854         int ret;
1855
1856         if (hbus->low_mmio_space) {
1857                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->low_mmio_space));
1858                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->low_mmio_res, hbus->hdev, 0,
1859                                           (u64)(u32)0xffffffff,
1860                                           hbus->low_mmio_space,
1861                                           align, false);
1862                 if (ret) {
1863                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1864                                 "Need %#llx of low MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
1865                                 hbus->low_mmio_space);
1866                         return ret;
1867                 }
1868
1869                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
1870                 hbus->low_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
1871                 hbus->low_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
1872                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
1873                                  hbus->low_mmio_res);
1874         }
1875
1876         if (hbus->high_mmio_space) {
1877                 align = 1ULL << (63 - __builtin_clzll(hbus->high_mmio_space));
1878                 ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->high_mmio_res, hbus->hdev,
1879                                           0x100000000, -1,
1880                                           hbus->high_mmio_space, align,
1881                                           false);
1882                 if (ret) {
1883                         dev_err(&hbus->hdev->device,
1884                                 "Need %#llx of high MMIO space. Consider reconfiguring the VM.\n",
1885                                 hbus->high_mmio_space);
1886                         goto release_low_mmio;
1887                 }
1888
1889                 /* Modify this resource to become a bridge window. */
1890                 hbus->high_mmio_res->flags |= IORESOURCE_WINDOW;
1891                 hbus->high_mmio_res->flags &= ~IORESOURCE_BUSY;
1892                 pci_add_resource(&hbus->resources_for_children,
1893                                  hbus->high_mmio_res);
1894         }
1895
1896         return 0;
1897
1898 release_low_mmio:
1899         if (hbus->low_mmio_res) {
1900                 vmbus_free_mmio(hbus->low_mmio_res->start,
1901                                 resource_size(hbus->low_mmio_res));
1902         }
1903
1904         return ret;
1905 }
1906
1907 /**
1908  * hv_allocate_config_window() - Find MMIO space for PCI Config
1909  * @hbus:       Root PCI bus, as understood by this driver
1910  *
1911  * This function claims memory-mapped I/O space for accessing
1912  * configuration space for the functions on this bus.
1913  *
1914  * Return: 0 on success, -errno on failure
1915  */
1916 static int hv_allocate_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
1917 {
1918         int ret;
1919
1920         /*
1921          * Set up a region of MMIO space to use for accessing configuration
1922          * space.
1923          */
1924         ret = vmbus_allocate_mmio(&hbus->mem_config, hbus->hdev, 0, -1,
1925                                   PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH, 0x1000, false);
1926         if (ret)
1927                 return ret;
1928
1929         /*
1930          * vmbus_allocate_mmio() gets used for allocating both device endpoint
1931          * resource claims (those which cannot be overlapped) and the ranges
1932          * which are valid for the children of this bus, which are intended
1933          * to be overlapped by those children.  Set the flag on this claim
1934          * meaning that this region can't be overlapped.
1935          */
1936
1937         hbus->mem_config->flags |= IORESOURCE_BUSY;
1938
1939         return 0;
1940 }
1941
1942 static void hv_free_config_window(struct hv_pcibus_device *hbus)
1943 {
1944         vmbus_free_mmio(hbus->mem_config->start, PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
1945 }
1946
1947 /**
1948  * hv_pci_enter_d0() - Bring the "bus" into the D0 power state
1949  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
1950  *
1951  * Return: 0 on success, -errno on failure
1952  */
1953 static int hv_pci_enter_d0(struct hv_device *hdev)
1954 {
1955         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
1956         struct pci_bus_d0_entry *d0_entry;
1957         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1958         struct pci_packet *pkt;
1959         int ret;
1960
1961         /*
1962          * Tell the host that the bus is ready to use, and moved into the
1963          * powered-on state.  This includes telling the host which region
1964          * of memory-mapped I/O space has been chosen for configuration space
1965          * access.
1966          */
1967         pkt = kzalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*d0_entry), GFP_KERNEL);
1968         if (!pkt)
1969                 return -ENOMEM;
1970
1971         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1972         pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
1973         pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
1974         d0_entry = (struct pci_bus_d0_entry *)&pkt->message;
1975         d0_entry->message_type.type = PCI_BUS_D0ENTRY;
1976         d0_entry->mmio_base = hbus->mem_config->start;
1977
1978         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, d0_entry, sizeof(*d0_entry),
1979                                (unsigned long)pkt, VM_PKT_DATA_INBAND,
1980                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
1981         if (ret)
1982                 goto exit;
1983
1984         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1985
1986         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
1987                 dev_err(&hdev->device,
1988                         "PCI Pass-through VSP failed D0 Entry with status %x\n",
1989                         comp_pkt.completion_status);
1990                 ret = -EPROTO;
1991                 goto exit;
1992         }
1993
1994         ret = 0;
1995
1996 exit:
1997         kfree(pkt);
1998         return ret;
1999 }
2000
2001 /**
2002  * hv_pci_query_relations() - Ask host to send list of child
2003  * devices
2004  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2005  *
2006  * Return: 0 on success, -errno on failure
2007  */
2008 static int hv_pci_query_relations(struct hv_device *hdev)
2009 {
2010         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2011         struct pci_message message;
2012         struct completion comp;
2013         int ret;
2014
2015         /* Ask the host to send along the list of child devices */
2016         init_completion(&comp);
2017         if (cmpxchg(&hbus->survey_event, NULL, &comp))
2018                 return -ENOTEMPTY;
2019
2020         memset(&message, 0, sizeof(message));
2021         message.type = PCI_QUERY_BUS_RELATIONS;
2022
2023         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &message, sizeof(message),
2024                                0, VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2025         if (ret)
2026                 return ret;
2027
2028         wait_for_completion(&comp);
2029         return 0;
2030 }
2031
2032 /**
2033  * hv_send_resources_allocated() - Report local resource choices
2034  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2035  *
2036  * The host OS is expecting to be sent a request as a message
2037  * which contains all the resources that the device will use.
2038  * The response contains those same resources, "translated"
2039  * which is to say, the values which should be used by the
2040  * hardware, when it delivers an interrupt.  (MMIO resources are
2041  * used in local terms.)  This is nice for Windows, and lines up
2042  * with the FDO/PDO split, which doesn't exist in Linux.  Linux
2043  * is deeply expecting to scan an emulated PCI configuration
2044  * space.  So this message is sent here only to drive the state
2045  * machine on the host forward.
2046  *
2047  * Return: 0 on success, -errno on failure
2048  */
2049 static int hv_send_resources_allocated(struct hv_device *hdev)
2050 {
2051         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2052         struct pci_resources_assigned *res_assigned;
2053         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2054         struct hv_pci_dev *hpdev;
2055         struct pci_packet *pkt;
2056         u32 wslot;
2057         int ret;
2058
2059         pkt = kmalloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*res_assigned), GFP_KERNEL);
2060         if (!pkt)
2061                 return -ENOMEM;
2062
2063         ret = 0;
2064
2065         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
2066                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2067                 if (!hpdev)
2068                         continue;
2069
2070                 memset(pkt, 0, sizeof(*pkt) + sizeof(*res_assigned));
2071                 init_completion(&comp_pkt.host_event);
2072                 pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
2073                 pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
2074                 res_assigned = (struct pci_resources_assigned *)&pkt->message;
2075                 res_assigned->message_type.type = PCI_RESOURCES_ASSIGNED;
2076                 res_assigned->wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2077
2078                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
2079
2080                 ret = vmbus_sendpacket(
2081                         hdev->channel, &pkt->message,
2082                         sizeof(*res_assigned),
2083                         (unsigned long)pkt,
2084                         VM_PKT_DATA_INBAND,
2085                         VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2086                 if (ret)
2087                         break;
2088
2089                 wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
2090
2091                 if (comp_pkt.completion_status < 0) {
2092                         ret = -EPROTO;
2093                         dev_err(&hdev->device,
2094                                 "resource allocated returned 0x%x",
2095                                 comp_pkt.completion_status);
2096                         break;
2097                 }
2098         }
2099
2100         kfree(pkt);
2101         return ret;
2102 }
2103
2104 /**
2105  * hv_send_resources_released() - Report local resources
2106  * released
2107  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2108  *
2109  * Return: 0 on success, -errno on failure
2110  */
2111 static int hv_send_resources_released(struct hv_device *hdev)
2112 {
2113         struct hv_pcibus_device *hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2114         struct pci_child_message pkt;
2115         struct hv_pci_dev *hpdev;
2116         u32 wslot;
2117         int ret;
2118
2119         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
2120                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
2121                 if (!hpdev)
2122                         continue;
2123
2124                 memset(&pkt, 0, sizeof(pkt));
2125                 pkt.message_type.type = PCI_RESOURCES_RELEASED;
2126                 pkt.wslot.slot = hpdev->desc.win_slot.slot;
2127
2128                 put_pcichild(hpdev, hv_pcidev_ref_by_slot);
2129
2130                 ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt, sizeof(pkt), 0,
2131                                        VM_PKT_DATA_INBAND, 0);
2132                 if (ret)
2133                         return ret;
2134         }
2135
2136         return 0;
2137 }
2138
2139 static void get_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2140 {
2141         atomic_inc(&hbus->remove_lock);
2142 }
2143
2144 static void put_hvpcibus(struct hv_pcibus_device *hbus)
2145 {
2146         if (atomic_dec_and_test(&hbus->remove_lock))
2147                 complete(&hbus->remove_event);
2148 }
2149
2150 /**
2151  * hv_pci_probe() - New VMBus channel probe, for a root PCI bus
2152  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2153  * @dev_id:     Identifies the device itself
2154  *
2155  * Return: 0 on success, -errno on failure
2156  */
2157 static int hv_pci_probe(struct hv_device *hdev,
2158                         const struct hv_vmbus_device_id *dev_id)
2159 {
2160         struct hv_pcibus_device *hbus;
2161         int ret;
2162
2163         hbus = kzalloc(sizeof(*hbus), GFP_KERNEL);
2164         if (!hbus)
2165                 return -ENOMEM;
2166
2167         /*
2168          * The PCI bus "domain" is what is called "segment" in ACPI and
2169          * other specs.  Pull it from the instance ID, to get something
2170          * unique.  Bytes 8 and 9 are what is used in Windows guests, so
2171          * do the same thing for consistency.  Note that, since this code
2172          * only runs in a Hyper-V VM, Hyper-V can (and does) guarantee
2173          * that (1) the only domain in use for something that looks like
2174          * a physical PCI bus (which is actually emulated by the
2175          * hypervisor) is domain 0 and (2) there will be no overlap
2176          * between domains derived from these instance IDs in the same
2177          * VM.
2178          */
2179         hbus->sysdata.domain = hdev->dev_instance.b[9] |
2180                                hdev->dev_instance.b[8] << 8;
2181
2182         hbus->hdev = hdev;
2183         atomic_inc(&hbus->remove_lock);
2184         INIT_LIST_HEAD(&hbus->children);
2185         INIT_LIST_HEAD(&hbus->dr_list);
2186         INIT_LIST_HEAD(&hbus->resources_for_children);
2187         spin_lock_init(&hbus->config_lock);
2188         spin_lock_init(&hbus->device_list_lock);
2189         sema_init(&hbus->enum_sem, 1);
2190         init_completion(&hbus->remove_event);
2191
2192         ret = vmbus_open(hdev->channel, pci_ring_size, pci_ring_size, NULL, 0,
2193                          hv_pci_onchannelcallback, hbus);
2194         if (ret)
2195                 goto free_bus;
2196
2197         hv_set_drvdata(hdev, hbus);
2198
2199         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hdev);
2200         if (ret)
2201                 goto close;
2202
2203         ret = hv_allocate_config_window(hbus);
2204         if (ret)
2205                 goto close;
2206
2207         hbus->cfg_addr = ioremap(hbus->mem_config->start,
2208                                  PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH);
2209         if (!hbus->cfg_addr) {
2210                 dev_err(&hdev->device,
2211                         "Unable to map a virtual address for config space\n");
2212                 ret = -ENOMEM;
2213                 goto free_config;
2214         }
2215
2216         hbus->sysdata.fwnode = irq_domain_alloc_fwnode(hbus);
2217         if (!hbus->sysdata.fwnode) {
2218                 ret = -ENOMEM;
2219                 goto unmap;
2220         }
2221
2222         ret = hv_pcie_init_irq_domain(hbus);
2223         if (ret)
2224                 goto free_fwnode;
2225
2226         ret = hv_pci_query_relations(hdev);
2227         if (ret)
2228                 goto free_irq_domain;
2229
2230         ret = hv_pci_enter_d0(hdev);
2231         if (ret)
2232                 goto free_irq_domain;
2233
2234         ret = hv_pci_allocate_bridge_windows(hbus);
2235         if (ret)
2236                 goto free_irq_domain;
2237
2238         ret = hv_send_resources_allocated(hdev);
2239         if (ret)
2240                 goto free_windows;
2241
2242         prepopulate_bars(hbus);
2243
2244         hbus->state = hv_pcibus_probed;
2245
2246         ret = create_root_hv_pci_bus(hbus);
2247         if (ret)
2248                 goto free_windows;
2249
2250         return 0;
2251
2252 free_windows:
2253         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
2254 free_irq_domain:
2255         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
2256 free_fwnode:
2257         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
2258 unmap:
2259         iounmap(hbus->cfg_addr);
2260 free_config:
2261         hv_free_config_window(hbus);
2262 close:
2263         vmbus_close(hdev->channel);
2264 free_bus:
2265         kfree(hbus);
2266         return ret;
2267 }
2268
2269 /**
2270  * hv_pci_remove() - Remove routine for this VMBus channel
2271  * @hdev:       VMBus's tracking struct for this root PCI bus
2272  *
2273  * Return: 0 on success, -errno on failure
2274  */
2275 static int hv_pci_remove(struct hv_device *hdev)
2276 {
2277         int ret;
2278         struct hv_pcibus_device *hbus;
2279         union {
2280                 struct pci_packet teardown_packet;
2281                 u8 buffer[0x100];
2282         } pkt;
2283         struct pci_bus_relations relations;
2284         struct hv_pci_compl comp_pkt;
2285
2286         hbus = hv_get_drvdata(hdev);
2287
2288         memset(&pkt.teardown_packet, 0, sizeof(pkt.teardown_packet));
2289         init_completion(&comp_pkt.host_event);
2290         pkt.teardown_packet.completion_func = hv_pci_generic_compl;
2291         pkt.teardown_packet.compl_ctxt = &comp_pkt;
2292         pkt.teardown_packet.message[0].type = PCI_BUS_D0EXIT;
2293
2294         ret = vmbus_sendpacket(hdev->channel, &pkt.teardown_packet.message,
2295                                sizeof(struct pci_message),
2296                                (unsigned long)&pkt.teardown_packet,
2297                                VM_PKT_DATA_INBAND,
2298                                VMBUS_DATA_PACKET_FLAG_COMPLETION_REQUESTED);
2299         if (!ret)
2300                 wait_for_completion_timeout(&comp_pkt.host_event, 10 * HZ);
2301
2302         if (hbus->state == hv_pcibus_installed) {
2303                 /* Remove the bus from PCI's point of view. */
2304                 pci_lock_rescan_remove();
2305                 pci_stop_root_bus(hbus->pci_bus);
2306                 pci_remove_root_bus(hbus->pci_bus);
2307                 pci_unlock_rescan_remove();
2308         }
2309
2310         ret = hv_send_resources_released(hdev);
2311         if (ret)
2312                 dev_err(&hdev->device,
2313                         "Couldn't send resources released packet(s)\n");
2314
2315         vmbus_close(hdev->channel);
2316
2317         /* Delete any children which might still exist. */
2318         memset(&relations, 0, sizeof(relations));
2319         hv_pci_devices_present(hbus, &relations);
2320
2321         iounmap(hbus->cfg_addr);
2322         hv_free_config_window(hbus);
2323         pci_free_resource_list(&hbus->resources_for_children);
2324         hv_pci_free_bridge_windows(hbus);
2325         irq_domain_remove(hbus->irq_domain);
2326         irq_domain_free_fwnode(hbus->sysdata.fwnode);
2327         put_hvpcibus(hbus);
2328         wait_for_completion(&hbus->remove_event);
2329         kfree(hbus);
2330         return 0;
2331 }
2332
2333 static const struct hv_vmbus_device_id hv_pci_id_table[] = {
2334         /* PCI Pass-through Class ID */
2335         /* 44C4F61D-4444-4400-9D52-802E27EDE19F */
2336         { HV_PCIE_GUID, },
2337         { },
2338 };
2339
2340 MODULE_DEVICE_TABLE(vmbus, hv_pci_id_table);
2341
2342 static struct hv_driver hv_pci_drv = {
2343         .name           = "hv_pci",
2344         .id_table       = hv_pci_id_table,
2345         .probe          = hv_pci_probe,
2346         .remove         = hv_pci_remove,
2347 };
2348
2349 static void __exit exit_hv_pci_drv(void)
2350 {
2351         vmbus_driver_unregister(&hv_pci_drv);
2352 }
2353
2354 static int __init init_hv_pci_drv(void)
2355 {
2356         return vmbus_driver_register(&hv_pci_drv);
2357 }
2358
2359 module_init(init_hv_pci_drv);
2360 module_exit(exit_hv_pci_drv);
2361
2362 MODULE_DESCRIPTION("Hyper-V PCI");
2363 MODULE_LICENSE("GPL v2");