]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/pci/msi.c
PCI: layerscape: Add ls_pcie_msi_host_init()
[karo-tx-linux.git] / drivers / pci / msi.c
1 /*
2  * File:        msi.c
3  * Purpose:     PCI Message Signaled Interrupt (MSI)
4  *
5  * Copyright (C) 2003-2004 Intel
6  * Copyright (C) Tom Long Nguyen (tom.l.nguyen@intel.com)
7  */
8
9 #include <linux/err.h>
10 #include <linux/mm.h>
11 #include <linux/irq.h>
12 #include <linux/interrupt.h>
13 #include <linux/export.h>
14 #include <linux/ioport.h>
15 #include <linux/pci.h>
16 #include <linux/proc_fs.h>
17 #include <linux/msi.h>
18 #include <linux/smp.h>
19 #include <linux/errno.h>
20 #include <linux/io.h>
21 #include <linux/slab.h>
22 #include <linux/irqdomain.h>
23
24 #include "pci.h"
25
26 static int pci_msi_enable = 1;
27 int pci_msi_ignore_mask;
28
29 #define msix_table_size(flags)  ((flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1)
30
31 #ifdef CONFIG_PCI_MSI_IRQ_DOMAIN
32 static struct irq_domain *pci_msi_default_domain;
33 static DEFINE_MUTEX(pci_msi_domain_lock);
34
35 struct irq_domain * __weak arch_get_pci_msi_domain(struct pci_dev *dev)
36 {
37         return pci_msi_default_domain;
38 }
39
40 static struct irq_domain *pci_msi_get_domain(struct pci_dev *dev)
41 {
42         struct irq_domain *domain;
43
44         domain = dev_get_msi_domain(&dev->dev);
45         if (domain)
46                 return domain;
47
48         return arch_get_pci_msi_domain(dev);
49 }
50
51 static int pci_msi_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
52 {
53         struct irq_domain *domain;
54
55         domain = pci_msi_get_domain(dev);
56         if (domain)
57                 return pci_msi_domain_alloc_irqs(domain, dev, nvec, type);
58
59         return arch_setup_msi_irqs(dev, nvec, type);
60 }
61
62 static void pci_msi_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
63 {
64         struct irq_domain *domain;
65
66         domain = pci_msi_get_domain(dev);
67         if (domain)
68                 pci_msi_domain_free_irqs(domain, dev);
69         else
70                 arch_teardown_msi_irqs(dev);
71 }
72 #else
73 #define pci_msi_setup_msi_irqs          arch_setup_msi_irqs
74 #define pci_msi_teardown_msi_irqs       arch_teardown_msi_irqs
75 #endif
76
77 /* Arch hooks */
78
79 int __weak arch_setup_msi_irq(struct pci_dev *dev, struct msi_desc *desc)
80 {
81         struct msi_controller *chip = dev->bus->msi;
82         int err;
83
84         if (!chip || !chip->setup_irq)
85                 return -EINVAL;
86
87         err = chip->setup_irq(chip, dev, desc);
88         if (err < 0)
89                 return err;
90
91         irq_set_chip_data(desc->irq, chip);
92
93         return 0;
94 }
95
96 void __weak arch_teardown_msi_irq(unsigned int irq)
97 {
98         struct msi_controller *chip = irq_get_chip_data(irq);
99
100         if (!chip || !chip->teardown_irq)
101                 return;
102
103         chip->teardown_irq(chip, irq);
104 }
105
106 int __weak arch_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
107 {
108         struct msi_controller *chip = dev->bus->msi;
109         struct msi_desc *entry;
110         int ret;
111
112         if (chip && chip->setup_irqs)
113                 return chip->setup_irqs(chip, dev, nvec, type);
114         /*
115          * If an architecture wants to support multiple MSI, it needs to
116          * override arch_setup_msi_irqs()
117          */
118         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
119                 return 1;
120
121         for_each_pci_msi_entry(entry, dev) {
122                 ret = arch_setup_msi_irq(dev, entry);
123                 if (ret < 0)
124                         return ret;
125                 if (ret > 0)
126                         return -ENOSPC;
127         }
128
129         return 0;
130 }
131
132 /*
133  * We have a default implementation available as a separate non-weak
134  * function, as it is used by the Xen x86 PCI code
135  */
136 void default_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
137 {
138         int i;
139         struct msi_desc *entry;
140
141         for_each_pci_msi_entry(entry, dev)
142                 if (entry->irq)
143                         for (i = 0; i < entry->nvec_used; i++)
144                                 arch_teardown_msi_irq(entry->irq + i);
145 }
146
147 void __weak arch_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
148 {
149         return default_teardown_msi_irqs(dev);
150 }
151
152 static void default_restore_msi_irq(struct pci_dev *dev, int irq)
153 {
154         struct msi_desc *entry;
155
156         entry = NULL;
157         if (dev->msix_enabled) {
158                 for_each_pci_msi_entry(entry, dev) {
159                         if (irq == entry->irq)
160                                 break;
161                 }
162         } else if (dev->msi_enabled)  {
163                 entry = irq_get_msi_desc(irq);
164         }
165
166         if (entry)
167                 __pci_write_msi_msg(entry, &entry->msg);
168 }
169
170 void __weak arch_restore_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
171 {
172         return default_restore_msi_irqs(dev);
173 }
174
175 static inline __attribute_const__ u32 msi_mask(unsigned x)
176 {
177         /* Don't shift by >= width of type */
178         if (x >= 5)
179                 return 0xffffffff;
180         return (1 << (1 << x)) - 1;
181 }
182
183 /*
184  * PCI 2.3 does not specify mask bits for each MSI interrupt.  Attempting to
185  * mask all MSI interrupts by clearing the MSI enable bit does not work
186  * reliably as devices without an INTx disable bit will then generate a
187  * level IRQ which will never be cleared.
188  */
189 u32 __pci_msi_desc_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 mask, u32 flag)
190 {
191         u32 mask_bits = desc->masked;
192
193         if (pci_msi_ignore_mask || !desc->msi_attrib.maskbit)
194                 return 0;
195
196         mask_bits &= ~mask;
197         mask_bits |= flag;
198         pci_write_config_dword(msi_desc_to_pci_dev(desc), desc->mask_pos,
199                                mask_bits);
200
201         return mask_bits;
202 }
203
204 static void msi_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 mask, u32 flag)
205 {
206         desc->masked = __pci_msi_desc_mask_irq(desc, mask, flag);
207 }
208
209 /*
210  * This internal function does not flush PCI writes to the device.
211  * All users must ensure that they read from the device before either
212  * assuming that the device state is up to date, or returning out of this
213  * file.  This saves a few milliseconds when initialising devices with lots
214  * of MSI-X interrupts.
215  */
216 u32 __pci_msix_desc_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 flag)
217 {
218         u32 mask_bits = desc->masked;
219         unsigned offset = desc->msi_attrib.entry_nr * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE +
220                                                 PCI_MSIX_ENTRY_VECTOR_CTRL;
221
222         if (pci_msi_ignore_mask)
223                 return 0;
224
225         mask_bits &= ~PCI_MSIX_ENTRY_CTRL_MASKBIT;
226         if (flag)
227                 mask_bits |= PCI_MSIX_ENTRY_CTRL_MASKBIT;
228         writel(mask_bits, desc->mask_base + offset);
229
230         return mask_bits;
231 }
232
233 static void msix_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 flag)
234 {
235         desc->masked = __pci_msix_desc_mask_irq(desc, flag);
236 }
237
238 static void msi_set_mask_bit(struct irq_data *data, u32 flag)
239 {
240         struct msi_desc *desc = irq_data_get_msi_desc(data);
241
242         if (desc->msi_attrib.is_msix) {
243                 msix_mask_irq(desc, flag);
244                 readl(desc->mask_base);         /* Flush write to device */
245         } else {
246                 unsigned offset = data->irq - desc->irq;
247                 msi_mask_irq(desc, 1 << offset, flag << offset);
248         }
249 }
250
251 /**
252  * pci_msi_mask_irq - Generic irq chip callback to mask PCI/MSI interrupts
253  * @data:       pointer to irqdata associated to that interrupt
254  */
255 void pci_msi_mask_irq(struct irq_data *data)
256 {
257         msi_set_mask_bit(data, 1);
258 }
259
260 /**
261  * pci_msi_unmask_irq - Generic irq chip callback to unmask PCI/MSI interrupts
262  * @data:       pointer to irqdata associated to that interrupt
263  */
264 void pci_msi_unmask_irq(struct irq_data *data)
265 {
266         msi_set_mask_bit(data, 0);
267 }
268
269 void default_restore_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
270 {
271         struct msi_desc *entry;
272
273         for_each_pci_msi_entry(entry, dev)
274                 default_restore_msi_irq(dev, entry->irq);
275 }
276
277 void __pci_read_msi_msg(struct msi_desc *entry, struct msi_msg *msg)
278 {
279         struct pci_dev *dev = msi_desc_to_pci_dev(entry);
280
281         BUG_ON(dev->current_state != PCI_D0);
282
283         if (entry->msi_attrib.is_msix) {
284                 void __iomem *base = entry->mask_base +
285                         entry->msi_attrib.entry_nr * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE;
286
287                 msg->address_lo = readl(base + PCI_MSIX_ENTRY_LOWER_ADDR);
288                 msg->address_hi = readl(base + PCI_MSIX_ENTRY_UPPER_ADDR);
289                 msg->data = readl(base + PCI_MSIX_ENTRY_DATA);
290         } else {
291                 int pos = dev->msi_cap;
292                 u16 data;
293
294                 pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_LO,
295                                       &msg->address_lo);
296                 if (entry->msi_attrib.is_64) {
297                         pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_HI,
298                                               &msg->address_hi);
299                         pci_read_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_64, &data);
300                 } else {
301                         msg->address_hi = 0;
302                         pci_read_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_32, &data);
303                 }
304                 msg->data = data;
305         }
306 }
307
308 void __pci_write_msi_msg(struct msi_desc *entry, struct msi_msg *msg)
309 {
310         struct pci_dev *dev = msi_desc_to_pci_dev(entry);
311
312         if (dev->current_state != PCI_D0) {
313                 /* Don't touch the hardware now */
314         } else if (entry->msi_attrib.is_msix) {
315                 void __iomem *base;
316                 base = entry->mask_base +
317                         entry->msi_attrib.entry_nr * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE;
318
319                 writel(msg->address_lo, base + PCI_MSIX_ENTRY_LOWER_ADDR);
320                 writel(msg->address_hi, base + PCI_MSIX_ENTRY_UPPER_ADDR);
321                 writel(msg->data, base + PCI_MSIX_ENTRY_DATA);
322         } else {
323                 int pos = dev->msi_cap;
324                 u16 msgctl;
325
326                 pci_read_config_word(dev, pos + PCI_MSI_FLAGS, &msgctl);
327                 msgctl &= ~PCI_MSI_FLAGS_QSIZE;
328                 msgctl |= entry->msi_attrib.multiple << 4;
329                 pci_write_config_word(dev, pos + PCI_MSI_FLAGS, msgctl);
330
331                 pci_write_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_LO,
332                                        msg->address_lo);
333                 if (entry->msi_attrib.is_64) {
334                         pci_write_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_HI,
335                                                msg->address_hi);
336                         pci_write_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_64,
337                                               msg->data);
338                 } else {
339                         pci_write_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_32,
340                                               msg->data);
341                 }
342         }
343         entry->msg = *msg;
344 }
345
346 void pci_write_msi_msg(unsigned int irq, struct msi_msg *msg)
347 {
348         struct msi_desc *entry = irq_get_msi_desc(irq);
349
350         __pci_write_msi_msg(entry, msg);
351 }
352 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_write_msi_msg);
353
354 static void free_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
355 {
356         struct list_head *msi_list = dev_to_msi_list(&dev->dev);
357         struct msi_desc *entry, *tmp;
358         struct attribute **msi_attrs;
359         struct device_attribute *dev_attr;
360         int i, count = 0;
361
362         for_each_pci_msi_entry(entry, dev)
363                 if (entry->irq)
364                         for (i = 0; i < entry->nvec_used; i++)
365                                 BUG_ON(irq_has_action(entry->irq + i));
366
367         pci_msi_teardown_msi_irqs(dev);
368
369         list_for_each_entry_safe(entry, tmp, msi_list, list) {
370                 if (entry->msi_attrib.is_msix) {
371                         if (list_is_last(&entry->list, msi_list))
372                                 iounmap(entry->mask_base);
373                 }
374
375                 list_del(&entry->list);
376                 kfree(entry);
377         }
378
379         if (dev->msi_irq_groups) {
380                 sysfs_remove_groups(&dev->dev.kobj, dev->msi_irq_groups);
381                 msi_attrs = dev->msi_irq_groups[0]->attrs;
382                 while (msi_attrs[count]) {
383                         dev_attr = container_of(msi_attrs[count],
384                                                 struct device_attribute, attr);
385                         kfree(dev_attr->attr.name);
386                         kfree(dev_attr);
387                         ++count;
388                 }
389                 kfree(msi_attrs);
390                 kfree(dev->msi_irq_groups[0]);
391                 kfree(dev->msi_irq_groups);
392                 dev->msi_irq_groups = NULL;
393         }
394 }
395
396 static void pci_intx_for_msi(struct pci_dev *dev, int enable)
397 {
398         if (!(dev->dev_flags & PCI_DEV_FLAGS_MSI_INTX_DISABLE_BUG))
399                 pci_intx(dev, enable);
400 }
401
402 static void __pci_restore_msi_state(struct pci_dev *dev)
403 {
404         u16 control;
405         struct msi_desc *entry;
406
407         if (!dev->msi_enabled)
408                 return;
409
410         entry = irq_get_msi_desc(dev->irq);
411
412         pci_intx_for_msi(dev, 0);
413         pci_msi_set_enable(dev, 0);
414         arch_restore_msi_irqs(dev);
415
416         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &control);
417         msi_mask_irq(entry, msi_mask(entry->msi_attrib.multi_cap),
418                      entry->masked);
419         control &= ~PCI_MSI_FLAGS_QSIZE;
420         control |= (entry->msi_attrib.multiple << 4) | PCI_MSI_FLAGS_ENABLE;
421         pci_write_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, control);
422 }
423
424 static void __pci_restore_msix_state(struct pci_dev *dev)
425 {
426         struct msi_desc *entry;
427
428         if (!dev->msix_enabled)
429                 return;
430         BUG_ON(list_empty(dev_to_msi_list(&dev->dev)));
431
432         /* route the table */
433         pci_intx_for_msi(dev, 0);
434         pci_msix_clear_and_set_ctrl(dev, 0,
435                                 PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE | PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL);
436
437         arch_restore_msi_irqs(dev);
438         for_each_pci_msi_entry(entry, dev)
439                 msix_mask_irq(entry, entry->masked);
440
441         pci_msix_clear_and_set_ctrl(dev, PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL, 0);
442 }
443
444 void pci_restore_msi_state(struct pci_dev *dev)
445 {
446         __pci_restore_msi_state(dev);
447         __pci_restore_msix_state(dev);
448 }
449 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_restore_msi_state);
450
451 static ssize_t msi_mode_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
452                              char *buf)
453 {
454         struct msi_desc *entry;
455         unsigned long irq;
456         int retval;
457
458         retval = kstrtoul(attr->attr.name, 10, &irq);
459         if (retval)
460                 return retval;
461
462         entry = irq_get_msi_desc(irq);
463         if (entry)
464                 return sprintf(buf, "%s\n",
465                                 entry->msi_attrib.is_msix ? "msix" : "msi");
466
467         return -ENODEV;
468 }
469
470 static int populate_msi_sysfs(struct pci_dev *pdev)
471 {
472         struct attribute **msi_attrs;
473         struct attribute *msi_attr;
474         struct device_attribute *msi_dev_attr;
475         struct attribute_group *msi_irq_group;
476         const struct attribute_group **msi_irq_groups;
477         struct msi_desc *entry;
478         int ret = -ENOMEM;
479         int num_msi = 0;
480         int count = 0;
481
482         /* Determine how many msi entries we have */
483         for_each_pci_msi_entry(entry, pdev)
484                 ++num_msi;
485         if (!num_msi)
486                 return 0;
487
488         /* Dynamically create the MSI attributes for the PCI device */
489         msi_attrs = kzalloc(sizeof(void *) * (num_msi + 1), GFP_KERNEL);
490         if (!msi_attrs)
491                 return -ENOMEM;
492         for_each_pci_msi_entry(entry, pdev) {
493                 msi_dev_attr = kzalloc(sizeof(*msi_dev_attr), GFP_KERNEL);
494                 if (!msi_dev_attr)
495                         goto error_attrs;
496                 msi_attrs[count] = &msi_dev_attr->attr;
497
498                 sysfs_attr_init(&msi_dev_attr->attr);
499                 msi_dev_attr->attr.name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%d",
500                                                     entry->irq);
501                 if (!msi_dev_attr->attr.name)
502                         goto error_attrs;
503                 msi_dev_attr->attr.mode = S_IRUGO;
504                 msi_dev_attr->show = msi_mode_show;
505                 ++count;
506         }
507
508         msi_irq_group = kzalloc(sizeof(*msi_irq_group), GFP_KERNEL);
509         if (!msi_irq_group)
510                 goto error_attrs;
511         msi_irq_group->name = "msi_irqs";
512         msi_irq_group->attrs = msi_attrs;
513
514         msi_irq_groups = kzalloc(sizeof(void *) * 2, GFP_KERNEL);
515         if (!msi_irq_groups)
516                 goto error_irq_group;
517         msi_irq_groups[0] = msi_irq_group;
518
519         ret = sysfs_create_groups(&pdev->dev.kobj, msi_irq_groups);
520         if (ret)
521                 goto error_irq_groups;
522         pdev->msi_irq_groups = msi_irq_groups;
523
524         return 0;
525
526 error_irq_groups:
527         kfree(msi_irq_groups);
528 error_irq_group:
529         kfree(msi_irq_group);
530 error_attrs:
531         count = 0;
532         msi_attr = msi_attrs[count];
533         while (msi_attr) {
534                 msi_dev_attr = container_of(msi_attr, struct device_attribute, attr);
535                 kfree(msi_attr->name);
536                 kfree(msi_dev_attr);
537                 ++count;
538                 msi_attr = msi_attrs[count];
539         }
540         kfree(msi_attrs);
541         return ret;
542 }
543
544 static struct msi_desc *msi_setup_entry(struct pci_dev *dev, int nvec)
545 {
546         u16 control;
547         struct msi_desc *entry;
548
549         /* MSI Entry Initialization */
550         entry = alloc_msi_entry(&dev->dev);
551         if (!entry)
552                 return NULL;
553
554         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &control);
555
556         entry->msi_attrib.is_msix       = 0;
557         entry->msi_attrib.is_64         = !!(control & PCI_MSI_FLAGS_64BIT);
558         entry->msi_attrib.entry_nr      = 0;
559         entry->msi_attrib.maskbit       = !!(control & PCI_MSI_FLAGS_MASKBIT);
560         entry->msi_attrib.default_irq   = dev->irq;     /* Save IOAPIC IRQ */
561         entry->msi_attrib.multi_cap     = (control & PCI_MSI_FLAGS_QMASK) >> 1;
562         entry->msi_attrib.multiple      = ilog2(__roundup_pow_of_two(nvec));
563         entry->nvec_used                = nvec;
564
565         if (control & PCI_MSI_FLAGS_64BIT)
566                 entry->mask_pos = dev->msi_cap + PCI_MSI_MASK_64;
567         else
568                 entry->mask_pos = dev->msi_cap + PCI_MSI_MASK_32;
569
570         /* Save the initial mask status */
571         if (entry->msi_attrib.maskbit)
572                 pci_read_config_dword(dev, entry->mask_pos, &entry->masked);
573
574         return entry;
575 }
576
577 static int msi_verify_entries(struct pci_dev *dev)
578 {
579         struct msi_desc *entry;
580
581         for_each_pci_msi_entry(entry, dev) {
582                 if (!dev->no_64bit_msi || !entry->msg.address_hi)
583                         continue;
584                 dev_err(&dev->dev, "Device has broken 64-bit MSI but arch"
585                         " tried to assign one above 4G\n");
586                 return -EIO;
587         }
588         return 0;
589 }
590
591 /**
592  * msi_capability_init - configure device's MSI capability structure
593  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI device function
594  * @nvec: number of interrupts to allocate
595  *
596  * Setup the MSI capability structure of the device with the requested
597  * number of interrupts.  A return value of zero indicates the successful
598  * setup of an entry with the new MSI irq.  A negative return value indicates
599  * an error, and a positive return value indicates the number of interrupts
600  * which could have been allocated.
601  */
602 static int msi_capability_init(struct pci_dev *dev, int nvec)
603 {
604         struct msi_desc *entry;
605         int ret;
606         unsigned mask;
607
608         pci_msi_set_enable(dev, 0);     /* Disable MSI during set up */
609
610         entry = msi_setup_entry(dev, nvec);
611         if (!entry)
612                 return -ENOMEM;
613
614         /* All MSIs are unmasked by default, Mask them all */
615         mask = msi_mask(entry->msi_attrib.multi_cap);
616         msi_mask_irq(entry, mask, mask);
617
618         list_add_tail(&entry->list, dev_to_msi_list(&dev->dev));
619
620         /* Configure MSI capability structure */
621         ret = pci_msi_setup_msi_irqs(dev, nvec, PCI_CAP_ID_MSI);
622         if (ret) {
623                 msi_mask_irq(entry, mask, ~mask);
624                 free_msi_irqs(dev);
625                 return ret;
626         }
627
628         ret = msi_verify_entries(dev);
629         if (ret) {
630                 msi_mask_irq(entry, mask, ~mask);
631                 free_msi_irqs(dev);
632                 return ret;
633         }
634
635         ret = populate_msi_sysfs(dev);
636         if (ret) {
637                 msi_mask_irq(entry, mask, ~mask);
638                 free_msi_irqs(dev);
639                 return ret;
640         }
641
642         /* Set MSI enabled bits  */
643         pci_intx_for_msi(dev, 0);
644         pci_msi_set_enable(dev, 1);
645         dev->msi_enabled = 1;
646
647         pcibios_free_irq(dev);
648         dev->irq = entry->irq;
649         return 0;
650 }
651
652 static void __iomem *msix_map_region(struct pci_dev *dev, unsigned nr_entries)
653 {
654         resource_size_t phys_addr;
655         u32 table_offset;
656         unsigned long flags;
657         u8 bir;
658
659         pci_read_config_dword(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_TABLE,
660                               &table_offset);
661         bir = (u8)(table_offset & PCI_MSIX_TABLE_BIR);
662         flags = pci_resource_flags(dev, bir);
663         if (!flags || (flags & IORESOURCE_UNSET))
664                 return NULL;
665
666         table_offset &= PCI_MSIX_TABLE_OFFSET;
667         phys_addr = pci_resource_start(dev, bir) + table_offset;
668
669         return ioremap_nocache(phys_addr, nr_entries * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE);
670 }
671
672 static int msix_setup_entries(struct pci_dev *dev, void __iomem *base,
673                               struct msix_entry *entries, int nvec)
674 {
675         struct msi_desc *entry;
676         int i;
677
678         for (i = 0; i < nvec; i++) {
679                 entry = alloc_msi_entry(&dev->dev);
680                 if (!entry) {
681                         if (!i)
682                                 iounmap(base);
683                         else
684                                 free_msi_irqs(dev);
685                         /* No enough memory. Don't try again */
686                         return -ENOMEM;
687                 }
688
689                 entry->msi_attrib.is_msix       = 1;
690                 entry->msi_attrib.is_64         = 1;
691                 entry->msi_attrib.entry_nr      = entries[i].entry;
692                 entry->msi_attrib.default_irq   = dev->irq;
693                 entry->mask_base                = base;
694                 entry->nvec_used                = 1;
695
696                 list_add_tail(&entry->list, dev_to_msi_list(&dev->dev));
697         }
698
699         return 0;
700 }
701
702 static void msix_program_entries(struct pci_dev *dev,
703                                  struct msix_entry *entries)
704 {
705         struct msi_desc *entry;
706         int i = 0;
707
708         for_each_pci_msi_entry(entry, dev) {
709                 int offset = entries[i].entry * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE +
710                                                 PCI_MSIX_ENTRY_VECTOR_CTRL;
711
712                 entries[i].vector = entry->irq;
713                 entry->masked = readl(entry->mask_base + offset);
714                 msix_mask_irq(entry, 1);
715                 i++;
716         }
717 }
718
719 /**
720  * msix_capability_init - configure device's MSI-X capability
721  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
722  * @entries: pointer to an array of struct msix_entry entries
723  * @nvec: number of @entries
724  *
725  * Setup the MSI-X capability structure of device function with a
726  * single MSI-X irq. A return of zero indicates the successful setup of
727  * requested MSI-X entries with allocated irqs or non-zero for otherwise.
728  **/
729 static int msix_capability_init(struct pci_dev *dev,
730                                 struct msix_entry *entries, int nvec)
731 {
732         int ret;
733         u16 control;
734         void __iomem *base;
735
736         /* Ensure MSI-X is disabled while it is set up */
737         pci_msix_clear_and_set_ctrl(dev, PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE, 0);
738
739         pci_read_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, &control);
740         /* Request & Map MSI-X table region */
741         base = msix_map_region(dev, msix_table_size(control));
742         if (!base)
743                 return -ENOMEM;
744
745         ret = msix_setup_entries(dev, base, entries, nvec);
746         if (ret)
747                 return ret;
748
749         ret = pci_msi_setup_msi_irqs(dev, nvec, PCI_CAP_ID_MSIX);
750         if (ret)
751                 goto out_avail;
752
753         /* Check if all MSI entries honor device restrictions */
754         ret = msi_verify_entries(dev);
755         if (ret)
756                 goto out_free;
757
758         /*
759          * Some devices require MSI-X to be enabled before we can touch the
760          * MSI-X registers.  We need to mask all the vectors to prevent
761          * interrupts coming in before they're fully set up.
762          */
763         pci_msix_clear_and_set_ctrl(dev, 0,
764                                 PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL | PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE);
765
766         msix_program_entries(dev, entries);
767
768         ret = populate_msi_sysfs(dev);
769         if (ret)
770                 goto out_free;
771
772         /* Set MSI-X enabled bits and unmask the function */
773         pci_intx_for_msi(dev, 0);
774         dev->msix_enabled = 1;
775         pci_msix_clear_and_set_ctrl(dev, PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL, 0);
776
777         pcibios_free_irq(dev);
778         return 0;
779
780 out_avail:
781         if (ret < 0) {
782                 /*
783                  * If we had some success, report the number of irqs
784                  * we succeeded in setting up.
785                  */
786                 struct msi_desc *entry;
787                 int avail = 0;
788
789                 for_each_pci_msi_entry(entry, dev) {
790                         if (entry->irq != 0)
791                                 avail++;
792                 }
793                 if (avail != 0)
794                         ret = avail;
795         }
796
797 out_free:
798         free_msi_irqs(dev);
799
800         return ret;
801 }
802
803 /**
804  * pci_msi_supported - check whether MSI may be enabled on a device
805  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI device function
806  * @nvec: how many MSIs have been requested ?
807  *
808  * Look at global flags, the device itself, and its parent buses
809  * to determine if MSI/-X are supported for the device. If MSI/-X is
810  * supported return 1, else return 0.
811  **/
812 static int pci_msi_supported(struct pci_dev *dev, int nvec)
813 {
814         struct pci_bus *bus;
815
816         /* MSI must be globally enabled and supported by the device */
817         if (!pci_msi_enable)
818                 return 0;
819
820         if (!dev || dev->no_msi || dev->current_state != PCI_D0)
821                 return 0;
822
823         /*
824          * You can't ask to have 0 or less MSIs configured.
825          *  a) it's stupid ..
826          *  b) the list manipulation code assumes nvec >= 1.
827          */
828         if (nvec < 1)
829                 return 0;
830
831         /*
832          * Any bridge which does NOT route MSI transactions from its
833          * secondary bus to its primary bus must set NO_MSI flag on
834          * the secondary pci_bus.
835          * We expect only arch-specific PCI host bus controller driver
836          * or quirks for specific PCI bridges to be setting NO_MSI.
837          */
838         for (bus = dev->bus; bus; bus = bus->parent)
839                 if (bus->bus_flags & PCI_BUS_FLAGS_NO_MSI)
840                         return 0;
841
842         return 1;
843 }
844
845 /**
846  * pci_msi_vec_count - Return the number of MSI vectors a device can send
847  * @dev: device to report about
848  *
849  * This function returns the number of MSI vectors a device requested via
850  * Multiple Message Capable register. It returns a negative errno if the
851  * device is not capable sending MSI interrupts. Otherwise, the call succeeds
852  * and returns a power of two, up to a maximum of 2^5 (32), according to the
853  * MSI specification.
854  **/
855 int pci_msi_vec_count(struct pci_dev *dev)
856 {
857         int ret;
858         u16 msgctl;
859
860         if (!dev->msi_cap)
861                 return -EINVAL;
862
863         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &msgctl);
864         ret = 1 << ((msgctl & PCI_MSI_FLAGS_QMASK) >> 1);
865
866         return ret;
867 }
868 EXPORT_SYMBOL(pci_msi_vec_count);
869
870 void pci_msi_shutdown(struct pci_dev *dev)
871 {
872         struct msi_desc *desc;
873         u32 mask;
874
875         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msi_enabled)
876                 return;
877
878         BUG_ON(list_empty(dev_to_msi_list(&dev->dev)));
879         desc = first_pci_msi_entry(dev);
880
881         pci_msi_set_enable(dev, 0);
882         pci_intx_for_msi(dev, 1);
883         dev->msi_enabled = 0;
884
885         /* Return the device with MSI unmasked as initial states */
886         mask = msi_mask(desc->msi_attrib.multi_cap);
887         /* Keep cached state to be restored */
888         __pci_msi_desc_mask_irq(desc, mask, ~mask);
889
890         /* Restore dev->irq to its default pin-assertion irq */
891         dev->irq = desc->msi_attrib.default_irq;
892         pcibios_alloc_irq(dev);
893 }
894
895 void pci_disable_msi(struct pci_dev *dev)
896 {
897         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msi_enabled)
898                 return;
899
900         pci_msi_shutdown(dev);
901         free_msi_irqs(dev);
902 }
903 EXPORT_SYMBOL(pci_disable_msi);
904
905 /**
906  * pci_msix_vec_count - return the number of device's MSI-X table entries
907  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
908  * This function returns the number of device's MSI-X table entries and
909  * therefore the number of MSI-X vectors device is capable of sending.
910  * It returns a negative errno if the device is not capable of sending MSI-X
911  * interrupts.
912  **/
913 int pci_msix_vec_count(struct pci_dev *dev)
914 {
915         u16 control;
916
917         if (!dev->msix_cap)
918                 return -EINVAL;
919
920         pci_read_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, &control);
921         return msix_table_size(control);
922 }
923 EXPORT_SYMBOL(pci_msix_vec_count);
924
925 /**
926  * pci_enable_msix - configure device's MSI-X capability structure
927  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
928  * @entries: pointer to an array of MSI-X entries
929  * @nvec: number of MSI-X irqs requested for allocation by device driver
930  *
931  * Setup the MSI-X capability structure of device function with the number
932  * of requested irqs upon its software driver call to request for
933  * MSI-X mode enabled on its hardware device function. A return of zero
934  * indicates the successful configuration of MSI-X capability structure
935  * with new allocated MSI-X irqs. A return of < 0 indicates a failure.
936  * Or a return of > 0 indicates that driver request is exceeding the number
937  * of irqs or MSI-X vectors available. Driver should use the returned value to
938  * re-send its request.
939  **/
940 int pci_enable_msix(struct pci_dev *dev, struct msix_entry *entries, int nvec)
941 {
942         int nr_entries;
943         int i, j;
944
945         if (!pci_msi_supported(dev, nvec))
946                 return -EINVAL;
947
948         if (!entries)
949                 return -EINVAL;
950
951         nr_entries = pci_msix_vec_count(dev);
952         if (nr_entries < 0)
953                 return nr_entries;
954         if (nvec > nr_entries)
955                 return nr_entries;
956
957         /* Check for any invalid entries */
958         for (i = 0; i < nvec; i++) {
959                 if (entries[i].entry >= nr_entries)
960                         return -EINVAL;         /* invalid entry */
961                 for (j = i + 1; j < nvec; j++) {
962                         if (entries[i].entry == entries[j].entry)
963                                 return -EINVAL; /* duplicate entry */
964                 }
965         }
966         WARN_ON(!!dev->msix_enabled);
967
968         /* Check whether driver already requested for MSI irq */
969         if (dev->msi_enabled) {
970                 dev_info(&dev->dev, "can't enable MSI-X (MSI IRQ already assigned)\n");
971                 return -EINVAL;
972         }
973         return msix_capability_init(dev, entries, nvec);
974 }
975 EXPORT_SYMBOL(pci_enable_msix);
976
977 void pci_msix_shutdown(struct pci_dev *dev)
978 {
979         struct msi_desc *entry;
980
981         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msix_enabled)
982                 return;
983
984         /* Return the device with MSI-X masked as initial states */
985         for_each_pci_msi_entry(entry, dev) {
986                 /* Keep cached states to be restored */
987                 __pci_msix_desc_mask_irq(entry, 1);
988         }
989
990         pci_msix_clear_and_set_ctrl(dev, PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE, 0);
991         pci_intx_for_msi(dev, 1);
992         dev->msix_enabled = 0;
993         pcibios_alloc_irq(dev);
994 }
995
996 void pci_disable_msix(struct pci_dev *dev)
997 {
998         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msix_enabled)
999                 return;
1000
1001         pci_msix_shutdown(dev);
1002         free_msi_irqs(dev);
1003 }
1004 EXPORT_SYMBOL(pci_disable_msix);
1005
1006 void pci_no_msi(void)
1007 {
1008         pci_msi_enable = 0;
1009 }
1010
1011 /**
1012  * pci_msi_enabled - is MSI enabled?
1013  *
1014  * Returns true if MSI has not been disabled by the command-line option
1015  * pci=nomsi.
1016  **/
1017 int pci_msi_enabled(void)
1018 {
1019         return pci_msi_enable;
1020 }
1021 EXPORT_SYMBOL(pci_msi_enabled);
1022
1023 void pci_msi_init_pci_dev(struct pci_dev *dev)
1024 {
1025 }
1026
1027 /**
1028  * pci_enable_msi_range - configure device's MSI capability structure
1029  * @dev: device to configure
1030  * @minvec: minimal number of interrupts to configure
1031  * @maxvec: maximum number of interrupts to configure
1032  *
1033  * This function tries to allocate a maximum possible number of interrupts in a
1034  * range between @minvec and @maxvec. It returns a negative errno if an error
1035  * occurs. If it succeeds, it returns the actual number of interrupts allocated
1036  * and updates the @dev's irq member to the lowest new interrupt number;
1037  * the other interrupt numbers allocated to this device are consecutive.
1038  **/
1039 int pci_enable_msi_range(struct pci_dev *dev, int minvec, int maxvec)
1040 {
1041         int nvec;
1042         int rc;
1043
1044         if (!pci_msi_supported(dev, minvec))
1045                 return -EINVAL;
1046
1047         WARN_ON(!!dev->msi_enabled);
1048
1049         /* Check whether driver already requested MSI-X irqs */
1050         if (dev->msix_enabled) {
1051                 dev_info(&dev->dev,
1052                          "can't enable MSI (MSI-X already enabled)\n");
1053                 return -EINVAL;
1054         }
1055
1056         if (maxvec < minvec)
1057                 return -ERANGE;
1058
1059         nvec = pci_msi_vec_count(dev);
1060         if (nvec < 0)
1061                 return nvec;
1062         else if (nvec < minvec)
1063                 return -EINVAL;
1064         else if (nvec > maxvec)
1065                 nvec = maxvec;
1066
1067         do {
1068                 rc = msi_capability_init(dev, nvec);
1069                 if (rc < 0) {
1070                         return rc;
1071                 } else if (rc > 0) {
1072                         if (rc < minvec)
1073                                 return -ENOSPC;
1074                         nvec = rc;
1075                 }
1076         } while (rc);
1077
1078         return nvec;
1079 }
1080 EXPORT_SYMBOL(pci_enable_msi_range);
1081
1082 /**
1083  * pci_enable_msix_range - configure device's MSI-X capability structure
1084  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
1085  * @entries: pointer to an array of MSI-X entries
1086  * @minvec: minimum number of MSI-X irqs requested
1087  * @maxvec: maximum number of MSI-X irqs requested
1088  *
1089  * Setup the MSI-X capability structure of device function with a maximum
1090  * possible number of interrupts in the range between @minvec and @maxvec
1091  * upon its software driver call to request for MSI-X mode enabled on its
1092  * hardware device function. It returns a negative errno if an error occurs.
1093  * If it succeeds, it returns the actual number of interrupts allocated and
1094  * indicates the successful configuration of MSI-X capability structure
1095  * with new allocated MSI-X interrupts.
1096  **/
1097 int pci_enable_msix_range(struct pci_dev *dev, struct msix_entry *entries,
1098                                int minvec, int maxvec)
1099 {
1100         int nvec = maxvec;
1101         int rc;
1102
1103         if (maxvec < minvec)
1104                 return -ERANGE;
1105
1106         do {
1107                 rc = pci_enable_msix(dev, entries, nvec);
1108                 if (rc < 0) {
1109                         return rc;
1110                 } else if (rc > 0) {
1111                         if (rc < minvec)
1112                                 return -ENOSPC;
1113                         nvec = rc;
1114                 }
1115         } while (rc);
1116
1117         return nvec;
1118 }
1119 EXPORT_SYMBOL(pci_enable_msix_range);
1120
1121 struct pci_dev *msi_desc_to_pci_dev(struct msi_desc *desc)
1122 {
1123         return to_pci_dev(desc->dev);
1124 }
1125
1126 void *msi_desc_to_pci_sysdata(struct msi_desc *desc)
1127 {
1128         struct pci_dev *dev = msi_desc_to_pci_dev(desc);
1129
1130         return dev->bus->sysdata;
1131 }
1132 EXPORT_SYMBOL_GPL(msi_desc_to_pci_sysdata);
1133
1134 #ifdef CONFIG_PCI_MSI_IRQ_DOMAIN
1135 /**
1136  * pci_msi_domain_write_msg - Helper to write MSI message to PCI config space
1137  * @irq_data:   Pointer to interrupt data of the MSI interrupt
1138  * @msg:        Pointer to the message
1139  */
1140 void pci_msi_domain_write_msg(struct irq_data *irq_data, struct msi_msg *msg)
1141 {
1142         struct msi_desc *desc = irq_data_get_msi_desc(irq_data);
1143
1144         /*
1145          * For MSI-X desc->irq is always equal to irq_data->irq. For
1146          * MSI only the first interrupt of MULTI MSI passes the test.
1147          */
1148         if (desc->irq == irq_data->irq)
1149                 __pci_write_msi_msg(desc, msg);
1150 }
1151
1152 /**
1153  * pci_msi_domain_calc_hwirq - Generate a unique ID for an MSI source
1154  * @dev:        Pointer to the PCI device
1155  * @desc:       Pointer to the msi descriptor
1156  *
1157  * The ID number is only used within the irqdomain.
1158  */
1159 irq_hw_number_t pci_msi_domain_calc_hwirq(struct pci_dev *dev,
1160                                           struct msi_desc *desc)
1161 {
1162         return (irq_hw_number_t)desc->msi_attrib.entry_nr |
1163                 PCI_DEVID(dev->bus->number, dev->devfn) << 11 |
1164                 (pci_domain_nr(dev->bus) & 0xFFFFFFFF) << 27;
1165 }
1166
1167 static inline bool pci_msi_desc_is_multi_msi(struct msi_desc *desc)
1168 {
1169         return !desc->msi_attrib.is_msix && desc->nvec_used > 1;
1170 }
1171
1172 /**
1173  * pci_msi_domain_check_cap - Verify that @domain supports the capabilities for @dev
1174  * @domain:     The interrupt domain to check
1175  * @info:       The domain info for verification
1176  * @dev:        The device to check
1177  *
1178  * Returns:
1179  *  0 if the functionality is supported
1180  *  1 if Multi MSI is requested, but the domain does not support it
1181  *  -ENOTSUPP otherwise
1182  */
1183 int pci_msi_domain_check_cap(struct irq_domain *domain,
1184                              struct msi_domain_info *info, struct device *dev)
1185 {
1186         struct msi_desc *desc = first_pci_msi_entry(to_pci_dev(dev));
1187
1188         /* Special handling to support pci_enable_msi_range() */
1189         if (pci_msi_desc_is_multi_msi(desc) &&
1190             !(info->flags & MSI_FLAG_MULTI_PCI_MSI))
1191                 return 1;
1192         else if (desc->msi_attrib.is_msix && !(info->flags & MSI_FLAG_PCI_MSIX))
1193                 return -ENOTSUPP;
1194
1195         return 0;
1196 }
1197
1198 static int pci_msi_domain_handle_error(struct irq_domain *domain,
1199                                        struct msi_desc *desc, int error)
1200 {
1201         /* Special handling to support pci_enable_msi_range() */
1202         if (pci_msi_desc_is_multi_msi(desc) && error == -ENOSPC)
1203                 return 1;
1204
1205         return error;
1206 }
1207
1208 #ifdef GENERIC_MSI_DOMAIN_OPS
1209 static void pci_msi_domain_set_desc(msi_alloc_info_t *arg,
1210                                     struct msi_desc *desc)
1211 {
1212         arg->desc = desc;
1213         arg->hwirq = pci_msi_domain_calc_hwirq(msi_desc_to_pci_dev(desc),
1214                                                desc);
1215 }
1216 #else
1217 #define pci_msi_domain_set_desc         NULL
1218 #endif
1219
1220 static struct msi_domain_ops pci_msi_domain_ops_default = {
1221         .set_desc       = pci_msi_domain_set_desc,
1222         .msi_check      = pci_msi_domain_check_cap,
1223         .handle_error   = pci_msi_domain_handle_error,
1224 };
1225
1226 static void pci_msi_domain_update_dom_ops(struct msi_domain_info *info)
1227 {
1228         struct msi_domain_ops *ops = info->ops;
1229
1230         if (ops == NULL) {
1231                 info->ops = &pci_msi_domain_ops_default;
1232         } else {
1233                 if (ops->set_desc == NULL)
1234                         ops->set_desc = pci_msi_domain_set_desc;
1235                 if (ops->msi_check == NULL)
1236                         ops->msi_check = pci_msi_domain_check_cap;
1237                 if (ops->handle_error == NULL)
1238                         ops->handle_error = pci_msi_domain_handle_error;
1239         }
1240 }
1241
1242 static void pci_msi_domain_update_chip_ops(struct msi_domain_info *info)
1243 {
1244         struct irq_chip *chip = info->chip;
1245
1246         BUG_ON(!chip);
1247         if (!chip->irq_write_msi_msg)
1248                 chip->irq_write_msi_msg = pci_msi_domain_write_msg;
1249 }
1250
1251 /**
1252  * pci_msi_create_irq_domain - Creat a MSI interrupt domain
1253  * @node:       Optional device-tree node of the interrupt controller
1254  * @info:       MSI domain info
1255  * @parent:     Parent irq domain
1256  *
1257  * Updates the domain and chip ops and creates a MSI interrupt domain.
1258  *
1259  * Returns:
1260  * A domain pointer or NULL in case of failure.
1261  */
1262 struct irq_domain *pci_msi_create_irq_domain(struct device_node *node,
1263                                              struct msi_domain_info *info,
1264                                              struct irq_domain *parent)
1265 {
1266         struct irq_domain *domain;
1267
1268         if (info->flags & MSI_FLAG_USE_DEF_DOM_OPS)
1269                 pci_msi_domain_update_dom_ops(info);
1270         if (info->flags & MSI_FLAG_USE_DEF_CHIP_OPS)
1271                 pci_msi_domain_update_chip_ops(info);
1272
1273         domain = msi_create_irq_domain(node, info, parent);
1274         if (!domain)
1275                 return NULL;
1276
1277         domain->bus_token = DOMAIN_BUS_PCI_MSI;
1278         return domain;
1279 }
1280
1281 /**
1282  * pci_msi_domain_alloc_irqs - Allocate interrupts for @dev in @domain
1283  * @domain:     The interrupt domain to allocate from
1284  * @dev:        The device for which to allocate
1285  * @nvec:       The number of interrupts to allocate
1286  * @type:       Unused to allow simpler migration from the arch_XXX interfaces
1287  *
1288  * Returns:
1289  * A virtual interrupt number or an error code in case of failure
1290  */
1291 int pci_msi_domain_alloc_irqs(struct irq_domain *domain, struct pci_dev *dev,
1292                               int nvec, int type)
1293 {
1294         return msi_domain_alloc_irqs(domain, &dev->dev, nvec);
1295 }
1296
1297 /**
1298  * pci_msi_domain_free_irqs - Free interrupts for @dev in @domain
1299  * @domain:     The interrupt domain
1300  * @dev:        The device for which to free interrupts
1301  */
1302 void pci_msi_domain_free_irqs(struct irq_domain *domain, struct pci_dev *dev)
1303 {
1304         msi_domain_free_irqs(domain, &dev->dev);
1305 }
1306
1307 /**
1308  * pci_msi_create_default_irq_domain - Create a default MSI interrupt domain
1309  * @node:       Optional device-tree node of the interrupt controller
1310  * @info:       MSI domain info
1311  * @parent:     Parent irq domain
1312  *
1313  * Returns: A domain pointer or NULL in case of failure. If successful
1314  * the default PCI/MSI irqdomain pointer is updated.
1315  */
1316 struct irq_domain *pci_msi_create_default_irq_domain(struct device_node *node,
1317                 struct msi_domain_info *info, struct irq_domain *parent)
1318 {
1319         struct irq_domain *domain;
1320
1321         mutex_lock(&pci_msi_domain_lock);
1322         if (pci_msi_default_domain) {
1323                 pr_err("PCI: default irq domain for PCI MSI has already been created.\n");
1324                 domain = NULL;
1325         } else {
1326                 domain = pci_msi_create_irq_domain(node, info, parent);
1327                 pci_msi_default_domain = domain;
1328         }
1329         mutex_unlock(&pci_msi_domain_lock);
1330
1331         return domain;
1332 }
1333 #endif /* CONFIG_PCI_MSI_IRQ_DOMAIN */