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 ([email protected])
   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
  23 #include "pci.h"
  24
  25 static int pci_msi_enable = 1;
  26
  27 #define msix_table_size(flags)  ((flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1)
  28
  29
  30 /* Arch hooks */
  31
  32 int __weak arch_setup_msi_irq(struct pci_dev *dev, struct msi_desc *desc)
  33 {
  34         struct msi_chip *chip = dev->bus->msi;
  35         int err;
  36
  37         if (!chip || !chip->setup_irq)
  38                 return -EINVAL;
  39
  40         err = chip->setup_irq(chip, dev, desc);
  41         if (err < 0)
  42                 return err;
  43
  44         irq_set_chip_data(desc->irq, chip);
  45
  46         return 0;
  47 }
  48
  49 void __weak arch_teardown_msi_irq(unsigned int irq)
  50 {
  51         struct msi_chip *chip = irq_get_chip_data(irq);
  52
  53         if (!chip || !chip->teardown_irq)
  54                 return;
  55
  56         chip->teardown_irq(chip, irq);
  57 }
  58
  59 int __weak arch_msi_check_device(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
  60 {
  61         struct msi_chip *chip = dev->bus->msi;
  62
  63         if (!chip || !chip->check_device)
  64                 return 0;
  65
  66         return chip->check_device(chip, dev, nvec, type);
  67 }
  68
  69 int __weak arch_setup_msi_irqs(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
  70 {
  71         struct msi_desc *entry;
  72         int ret;
  73
  74         /*
  75          * If an architecture wants to support multiple MSI, it needs to
  76          * override arch_setup_msi_irqs()
  77          */
  78         if (type == PCI_CAP_ID_MSI && nvec > 1)
  79                 return 1;
  80
  81         list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
  82                 ret = arch_setup_msi_irq(dev, entry);
  83                 if (ret < 0)
  84                         return ret;
  85                 if (ret > 0)
  86                         return -ENOSPC;
  87         }
  88
  89         return 0;
  90 }
  91
  92 /*
  93  * We have a default implementation available as a separate non-weak
  94  * function, as it is used by the Xen x86 PCI code
  95  */
  96 void default_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
  97 {
  98         struct msi_desc *entry;
  99
 100         list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
 101                 int i, nvec;
 102                 if (entry->irq == 0)
 103                         continue;
 104                 if (entry->nvec_used)
 105                         nvec = entry->nvec_used;
 106                 else
 107                         nvec = 1 << entry->msi_attrib.multiple;
 108                 for (i = 0; i < nvec; i++)
 109                         arch_teardown_msi_irq(entry->irq + i);
 110         }
 111 }
 112
 113 void __weak arch_teardown_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 114 {
 115         return default_teardown_msi_irqs(dev);
 116 }
 117
 118 static void default_restore_msi_irq(struct pci_dev *dev, int irq)
 119 {
 120         struct msi_desc *entry;
 121
 122         entry = NULL;
 123         if (dev->msix_enabled) {
 124                 list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
 125                         if (irq == entry->irq)
 126                                 break;
 127                 }
 128         } else if (dev->msi_enabled)  {
 129                 entry = irq_get_msi_desc(irq);
 130         }
 131
 132         if (entry)
 133                 write_msi_msg(irq, &entry->msg);
 134 }
 135
 136 void __weak arch_restore_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 137 {
 138         return default_restore_msi_irqs(dev);
 139 }
 140
 141 static void msi_set_enable(struct pci_dev *dev, int enable)
 142 {
 143         u16 control;
 144
 145         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &control);
 146         control &= ~PCI_MSI_FLAGS_ENABLE;
 147         if (enable)
 148                 control |= PCI_MSI_FLAGS_ENABLE;
 149         pci_write_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, control);
 150 }
 151
 152 static void msix_set_enable(struct pci_dev *dev, int enable)
 153 {
 154         u16 control;
 155
 156         pci_read_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, &control);
 157         control &= ~PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE;
 158         if (enable)
 159                 control |= PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE;
 160         pci_write_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, control);
 161 }
 162
 163 static inline __attribute_const__ u32 msi_mask(unsigned x)
 164 {
 165         /* Don't shift by >= width of type */
 166         if (x >= 5)
 167                 return 0xffffffff;
 168         return (1 << (1 << x)) - 1;
 169 }
 170
 171 static inline __attribute_const__ u32 msi_capable_mask(u16 control)
 172 {
 173         return msi_mask((control >> 1) & 7);
 174 }
 175
 176 static inline __attribute_const__ u32 msi_enabled_mask(u16 control)
 177 {
 178         return msi_mask((control >> 4) & 7);
 179 }
 180
 181 /*
 182  * PCI 2.3 does not specify mask bits for each MSI interrupt.  Attempting to
 183  * mask all MSI interrupts by clearing the MSI enable bit does not work
 184  * reliably as devices without an INTx disable bit will then generate a
 185  * level IRQ which will never be cleared.
 186  */
 187 u32 default_msi_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 mask, u32 flag)
 188 {
 189         u32 mask_bits = desc->masked;
 190
 191         if (!desc->msi_attrib.maskbit)
 192                 return 0;
 193
 194         mask_bits &= ~mask;
 195         mask_bits |= flag;
 196         pci_write_config_dword(desc->dev, desc->mask_pos, mask_bits);
 197
 198         return mask_bits;
 199 }
 200
 201 __weak u32 arch_msi_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 mask, u32 flag)
 202 {
 203         return default_msi_mask_irq(desc, mask, flag);
 204 }
 205
 206 static void msi_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 mask, u32 flag)
 207 {
 208         desc->masked = arch_msi_mask_irq(desc, mask, flag);
 209 }
 210
 211 /*
 212  * This internal function does not flush PCI writes to the device.
 213  * All users must ensure that they read from the device before either
 214  * assuming that the device state is up to date, or returning out of this
 215  * file.  This saves a few milliseconds when initialising devices with lots
 216  * of MSI-X interrupts.
 217  */
 218 u32 default_msix_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 flag)
 219 {
 220         u32 mask_bits = desc->masked;
 221         unsigned offset = desc->msi_attrib.entry_nr * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE +
 222                                                 PCI_MSIX_ENTRY_VECTOR_CTRL;
 223         mask_bits &= ~PCI_MSIX_ENTRY_CTRL_MASKBIT;
 224         if (flag)
 225                 mask_bits |= PCI_MSIX_ENTRY_CTRL_MASKBIT;
 226         writel(mask_bits, desc->mask_base + offset);
 227
 228         return mask_bits;
 229 }
 230
 231 __weak u32 arch_msix_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 flag)
 232 {
 233         return default_msix_mask_irq(desc, flag);
 234 }
 235
 236 static void msix_mask_irq(struct msi_desc *desc, u32 flag)
 237 {
 238         desc->masked = arch_msix_mask_irq(desc, flag);
 239 }
 240
 241 static void msi_set_mask_bit(struct irq_data *data, u32 flag)
 242 {
 243         struct msi_desc *desc = irq_data_get_msi(data);
 244
 245         if (desc->msi_attrib.is_msix) {
 246                 msix_mask_irq(desc, flag);
 247                 readl(desc->mask_base);         /* Flush write to device */
 248         } else {
 249                 unsigned offset = data->irq - desc->dev->irq;
 250                 msi_mask_irq(desc, 1 << offset, flag << offset);
 251         }
 252 }
 253
 254 void mask_msi_irq(struct irq_data *data)
 255 {
 256         msi_set_mask_bit(data, 1);
 257 }
 258
 259 void unmask_msi_irq(struct irq_data *data)
 260 {
 261         msi_set_mask_bit(data, 0);
 262 }
 263
 264 void default_restore_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 265 {
 266         struct msi_desc *entry;
 267
 268         list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
 269                 default_restore_msi_irq(dev, entry->irq);
 270         }
 271 }
 272
 273 void __read_msi_msg(struct msi_desc *entry, struct msi_msg *msg)
 274 {
 275         BUG_ON(entry->dev->current_state != PCI_D0);
 276
 277         if (entry->msi_attrib.is_msix) {
 278                 void __iomem *base = entry->mask_base +
 279                         entry->msi_attrib.entry_nr * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE;
 280
 281                 msg->address_lo = readl(base + PCI_MSIX_ENTRY_LOWER_ADDR);
 282                 msg->address_hi = readl(base + PCI_MSIX_ENTRY_UPPER_ADDR);
 283                 msg->data = readl(base + PCI_MSIX_ENTRY_DATA);
 284         } else {
 285                 struct pci_dev *dev = entry->dev;
 286                 int pos = dev->msi_cap;
 287                 u16 data;
 288
 289                 pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_LO,
 290                                       &msg->address_lo);
 291                 if (entry->msi_attrib.is_64) {
 292                         pci_read_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_HI,
 293                                               &msg->address_hi);
 294                         pci_read_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_64, &data);
 295                 } else {
 296                         msg->address_hi = 0;
 297                         pci_read_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_32, &data);
 298                 }
 299                 msg->data = data;
 300         }
 301 }
 302
 303 void read_msi_msg(unsigned int irq, struct msi_msg *msg)
 304 {
 305         struct msi_desc *entry = irq_get_msi_desc(irq);
 306
 307         __read_msi_msg(entry, msg);
 308 }
 309
 310 void __get_cached_msi_msg(struct msi_desc *entry, struct msi_msg *msg)
 311 {
 312         /* Assert that the cache is valid, assuming that
 313          * valid messages are not all-zeroes. */
 314         BUG_ON(!(entry->msg.address_hi | entry->msg.address_lo |
 315                  entry->msg.data));
 316
 317         *msg = entry->msg;
 318 }
 319
 320 void get_cached_msi_msg(unsigned int irq, struct msi_msg *msg)
 321 {
 322         struct msi_desc *entry = irq_get_msi_desc(irq);
 323
 324         __get_cached_msi_msg(entry, msg);
 325 }
 326
 327 void __write_msi_msg(struct msi_desc *entry, struct msi_msg *msg)
 328 {
 329         if (entry->dev->current_state != PCI_D0) {
 330                 /* Don't touch the hardware now */
 331         } else if (entry->msi_attrib.is_msix) {
 332                 void __iomem *base;
 333                 base = entry->mask_base +
 334                         entry->msi_attrib.entry_nr * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE;
 335
 336                 writel(msg->address_lo, base + PCI_MSIX_ENTRY_LOWER_ADDR);
 337                 writel(msg->address_hi, base + PCI_MSIX_ENTRY_UPPER_ADDR);
 338                 writel(msg->data, base + PCI_MSIX_ENTRY_DATA);
 339         } else {
 340                 struct pci_dev *dev = entry->dev;
 341                 int pos = dev->msi_cap;
 342                 u16 msgctl;
 343
 344                 pci_read_config_word(dev, pos + PCI_MSI_FLAGS, &msgctl);
 345                 msgctl &= ~PCI_MSI_FLAGS_QSIZE;
 346                 msgctl |= entry->msi_attrib.multiple << 4;
 347                 pci_write_config_word(dev, pos + PCI_MSI_FLAGS, msgctl);
 348
 349                 pci_write_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_LO,
 350                                        msg->address_lo);
 351                 if (entry->msi_attrib.is_64) {
 352                         pci_write_config_dword(dev, pos + PCI_MSI_ADDRESS_HI,
 353                                                msg->address_hi);
 354                         pci_write_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_64,
 355                                               msg->data);
 356                 } else {
 357                         pci_write_config_word(dev, pos + PCI_MSI_DATA_32,
 358                                               msg->data);
 359                 }
 360         }
 361         entry->msg = *msg;
 362 }
 363
 364 void write_msi_msg(unsigned int irq, struct msi_msg *msg)
 365 {
 366         struct msi_desc *entry = irq_get_msi_desc(irq);
 367
 368         __write_msi_msg(entry, msg);
 369 }
 370
 371 static void free_msi_irqs(struct pci_dev *dev)
 372 {
 373         struct msi_desc *entry, *tmp;
 374         struct attribute **msi_attrs;
 375         struct device_attribute *dev_attr;
 376         int count = 0;
 377
 378         list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
 379                 int i, nvec;
 380                 if (!entry->irq)
 381                         continue;
 382                 if (entry->nvec_used)
 383                         nvec = entry->nvec_used;
 384                 else
 385                         nvec = 1 << entry->msi_attrib.multiple;
 386                 for (i = 0; i < nvec; i++)
 387                         BUG_ON(irq_has_action(entry->irq + i));
 388         }
 389
 390         arch_teardown_msi_irqs(dev);
 391
 392         list_for_each_entry_safe(entry, tmp, &dev->msi_list, list) {
 393                 if (entry->msi_attrib.is_msix) {
 394                         if (list_is_last(&entry->list, &dev->msi_list))
 395                                 iounmap(entry->mask_base);
 396                 }
 397
 398                 /*
 399                  * Its possible that we get into this path
 400                  * When populate_msi_sysfs fails, which means the entries
 401                  * were not registered with sysfs.  In that case don't
 402                  * unregister them.
 403                  */
 404                 if (entry->kobj.parent) {
 405                         kobject_del(&entry->kobj);
 406                         kobject_put(&entry->kobj);
 407                 }
 408
 409                 list_del(&entry->list);
 410                 kfree(entry);
 411         }
 412
 413         if (dev->msi_irq_groups) {
 414                 sysfs_remove_groups(&dev->dev.kobj, dev->msi_irq_groups);
 415                 msi_attrs = dev->msi_irq_groups[0]->attrs;
 416                 while (msi_attrs[count]) {
 417                         dev_attr = container_of(msi_attrs[count],
 418                                                 struct device_attribute, attr);
 419                         kfree(dev_attr->attr.name);
 420                         kfree(dev_attr);
 421                         ++count;
 422                 }
 423                 kfree(msi_attrs);
 424                 kfree(dev->msi_irq_groups[0]);
 425                 kfree(dev->msi_irq_groups);
 426                 dev->msi_irq_groups = NULL;
 427         }
 428 }
 429
 430 static struct msi_desc *alloc_msi_entry(struct pci_dev *dev)
 431 {
 432         struct msi_desc *desc = kzalloc(sizeof(*desc), GFP_KERNEL);
 433         if (!desc)
 434                 return NULL;
 435
 436         INIT_LIST_HEAD(&desc->list);
 437         desc->dev = dev;
 438
 439         return desc;
 440 }
 441
 442 static void pci_intx_for_msi(struct pci_dev *dev, int enable)
 443 {
 444         if (!(dev->dev_flags & PCI_DEV_FLAGS_MSI_INTX_DISABLE_BUG))
 445                 pci_intx(dev, enable);
 446 }
 447
 448 static void __pci_restore_msi_state(struct pci_dev *dev)
 449 {
 450         u16 control;
 451         struct msi_desc *entry;
 452
 453         if (!dev->msi_enabled)
 454                 return;
 455
 456         entry = irq_get_msi_desc(dev->irq);
 457
 458         pci_intx_for_msi(dev, 0);
 459         msi_set_enable(dev, 0);
 460         arch_restore_msi_irqs(dev);
 461
 462         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &control);
 463         msi_mask_irq(entry, msi_capable_mask(control), entry->masked);
 464         control &= ~PCI_MSI_FLAGS_QSIZE;
 465         control |= (entry->msi_attrib.multiple << 4) | PCI_MSI_FLAGS_ENABLE;
 466         pci_write_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, control);
 467 }
 468
 469 static void __pci_restore_msix_state(struct pci_dev *dev)
 470 {
 471         struct msi_desc *entry;
 472         u16 control;
 473
 474         if (!dev->msix_enabled)
 475                 return;
 476         BUG_ON(list_empty(&dev->msi_list));
 477         entry = list_first_entry(&dev->msi_list, struct msi_desc, list);
 478         pci_read_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, &control);
 479
 480         /* route the table */
 481         pci_intx_for_msi(dev, 0);
 482         control |= PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE | PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL;
 483         pci_write_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, control);
 484
 485         arch_restore_msi_irqs(dev);
 486         list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
 487                 msix_mask_irq(entry, entry->masked);
 488         }
 489
 490         control &= ~PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL;
 491         pci_write_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, control);
 492 }
 493
 494 void pci_restore_msi_state(struct pci_dev *dev)
 495 {
 496         __pci_restore_msi_state(dev);
 497         __pci_restore_msix_state(dev);
 498 }
 499 EXPORT_SYMBOL_GPL(pci_restore_msi_state);
 500
 501 static ssize_t msi_mode_show(struct device *dev, struct device_attribute *attr,
 502                              char *buf)
 503 {
 504         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
 505         struct msi_desc *entry;
 506         unsigned long irq;
 507         int retval;
 508
 509         retval = kstrtoul(attr->attr.name, 10, &irq);
 510         if (retval)
 511                 return retval;
 512
 513         list_for_each_entry(entry, &pdev->msi_list, list) {
 514                 if (entry->irq == irq) {
 515                         return sprintf(buf, "%s\n",
 516                                        entry->msi_attrib.is_msix ? "msix" : "msi");
 517                 }
 518         }
 519         return -ENODEV;
 520 }
 521
 522 static int populate_msi_sysfs(struct pci_dev *pdev)
 523 {
 524         struct attribute **msi_attrs;
 525         struct attribute *msi_attr;
 526         struct device_attribute *msi_dev_attr;
 527         struct attribute_group *msi_irq_group;
 528         const struct attribute_group **msi_irq_groups;
 529         struct msi_desc *entry;
 530         int ret = -ENOMEM;
 531         int num_msi = 0;
 532         int count = 0;
 533
 534         /* Determine how many msi entries we have */
 535         list_for_each_entry(entry, &pdev->msi_list, list) {
 536                 ++num_msi;
 537         }
 538         if (!num_msi)
 539                 return 0;
 540
 541         /* Dynamically create the MSI attributes for the PCI device */
 542         msi_attrs = kzalloc(sizeof(void *) * (num_msi + 1), GFP_KERNEL);
 543         if (!msi_attrs)
 544                 return -ENOMEM;
 545         list_for_each_entry(entry, &pdev->msi_list, list) {
 546                 msi_dev_attr = kzalloc(sizeof(*msi_dev_attr), GFP_KERNEL);
 547                 if (!msi_dev_attr)
 548                         goto error_attrs;
 549                 msi_attrs[count] = &msi_dev_attr->attr;
 550
 551                 sysfs_attr_init(&msi_dev_attr->attr);
 552                 msi_dev_attr->attr.name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%d",
 553                                                     entry->irq);
 554                 if (!msi_dev_attr->attr.name)
 555                         goto error_attrs;
 556                 msi_dev_attr->attr.mode = S_IRUGO;
 557                 msi_dev_attr->show = msi_mode_show;
 558                 ++count;
 559         }
 560
 561         msi_irq_group = kzalloc(sizeof(*msi_irq_group), GFP_KERNEL);
 562         if (!msi_irq_group)
 563                 goto error_attrs;
 564         msi_irq_group->name = "msi_irqs";
 565         msi_irq_group->attrs = msi_attrs;
 566
 567         msi_irq_groups = kzalloc(sizeof(void *) * 2, GFP_KERNEL);
 568         if (!msi_irq_groups)
 569                 goto error_irq_group;
 570         msi_irq_groups[0] = msi_irq_group;
 571
 572         ret = sysfs_create_groups(&pdev->dev.kobj, msi_irq_groups);
 573         if (ret)
 574                 goto error_irq_groups;
 575         pdev->msi_irq_groups = msi_irq_groups;
 576
 577         return 0;
 578
 579 error_irq_groups:
 580         kfree(msi_irq_groups);
 581 error_irq_group:
 582         kfree(msi_irq_group);
 583 error_attrs:
 584         count = 0;
 585         msi_attr = msi_attrs[count];
 586         while (msi_attr) {
 587                 msi_dev_attr = container_of(msi_attr, struct device_attribute, attr);
 588                 kfree(msi_attr->name);
 589                 kfree(msi_dev_attr);
 590                 ++count;
 591                 msi_attr = msi_attrs[count];
 592         }
 593         kfree(msi_attrs);
 594         return ret;
 595 }
 596
 597 /**
 598  * msi_capability_init - configure device's MSI capability structure
 599  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI device function
 600  * @nvec: number of interrupts to allocate
 601  *
 602  * Setup the MSI capability structure of the device with the requested
 603  * number of interrupts.  A return value of zero indicates the successful
 604  * setup of an entry with the new MSI irq.  A negative return value indicates
 605  * an error, and a positive return value indicates the number of interrupts
 606  * which could have been allocated.
 607  */
 608 static int msi_capability_init(struct pci_dev *dev, int nvec)
 609 {
 610         struct msi_desc *entry;
 611         int ret;
 612         u16 control;
 613         unsigned mask;
 614
 615         msi_set_enable(dev, 0); /* Disable MSI during set up */
 616
 617         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &control);
 618         /* MSI Entry Initialization */
 619         entry = alloc_msi_entry(dev);
 620         if (!entry)
 621                 return -ENOMEM;
 622
 623         entry->msi_attrib.is_msix       = 0;
 624         entry->msi_attrib.is_64         = !!(control & PCI_MSI_FLAGS_64BIT);
 625         entry->msi_attrib.entry_nr      = 0;
 626         entry->msi_attrib.maskbit       = !!(control & PCI_MSI_FLAGS_MASKBIT);
 627         entry->msi_attrib.default_irq   = dev->irq;     /* Save IOAPIC IRQ */
 628         entry->msi_attrib.pos           = dev->msi_cap;
 629
 630         if (control & PCI_MSI_FLAGS_64BIT)
 631                 entry->mask_pos = dev->msi_cap + PCI_MSI_MASK_64;
 632         else
 633                 entry->mask_pos = dev->msi_cap + PCI_MSI_MASK_32;
 634         /* All MSIs are unmasked by default, Mask them all */
 635         if (entry->msi_attrib.maskbit)
 636                 pci_read_config_dword(dev, entry->mask_pos, &entry->masked);
 637         mask = msi_capable_mask(control);
 638         msi_mask_irq(entry, mask, mask);
 639
 640         list_add_tail(&entry->list, &dev->msi_list);
 641
 642         /* Configure MSI capability structure */
 643         ret = arch_setup_msi_irqs(dev, nvec, PCI_CAP_ID_MSI);
 644         if (ret) {
 645                 msi_mask_irq(entry, mask, ~mask);
 646                 free_msi_irqs(dev);
 647                 return ret;
 648         }
 649
 650         ret = populate_msi_sysfs(dev);
 651         if (ret) {
 652                 msi_mask_irq(entry, mask, ~mask);
 653                 free_msi_irqs(dev);
 654                 return ret;
 655         }
 656
 657         /* Set MSI enabled bits  */
 658         pci_intx_for_msi(dev, 0);
 659         msi_set_enable(dev, 1);
 660         dev->msi_enabled = 1;
 661
 662         dev->irq = entry->irq;
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 static void __iomem *msix_map_region(struct pci_dev *dev, unsigned nr_entries)
 667 {
 668         resource_size_t phys_addr;
 669         u32 table_offset;
 670         u8 bir;
 671
 672         pci_read_config_dword(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_TABLE,
 673                               &table_offset);
 674         bir = (u8)(table_offset & PCI_MSIX_TABLE_BIR);
 675         table_offset &= PCI_MSIX_TABLE_OFFSET;
 676         phys_addr = pci_resource_start(dev, bir) + table_offset;
 677
 678         return ioremap_nocache(phys_addr, nr_entries * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE);
 679 }
 680
 681 static int msix_setup_entries(struct pci_dev *dev, void __iomem *base,
 682                               struct msix_entry *entries, int nvec)
 683 {
 684         struct msi_desc *entry;
 685         int i;
 686
 687         for (i = 0; i < nvec; i++) {
 688                 entry = alloc_msi_entry(dev);
 689                 if (!entry) {
 690                         if (!i)
 691                                 iounmap(base);
 692                         else
 693                                 free_msi_irqs(dev);
 694                         /* No enough memory. Don't try again */
 695                         return -ENOMEM;
 696                 }
 697
 698                 entry->msi_attrib.is_msix       = 1;
 699                 entry->msi_attrib.is_64         = 1;
 700                 entry->msi_attrib.entry_nr      = entries[i].entry;
 701                 entry->msi_attrib.default_irq   = dev->irq;
 702                 entry->msi_attrib.pos           = dev->msix_cap;
 703                 entry->mask_base                = base;
 704
 705                 list_add_tail(&entry->list, &dev->msi_list);
 706         }
 707
 708         return 0;
 709 }
 710
 711 static void msix_program_entries(struct pci_dev *dev,
 712                                  struct msix_entry *entries)
 713 {
 714         struct msi_desc *entry;
 715         int i = 0;
 716
 717         list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
 718                 int offset = entries[i].entry * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE +
 719                                                 PCI_MSIX_ENTRY_VECTOR_CTRL;
 720
 721                 entries[i].vector = entry->irq;
 722                 irq_set_msi_desc(entry->irq, entry);
 723                 entry->masked = readl(entry->mask_base + offset);
 724                 msix_mask_irq(entry, 1);
 725                 i++;
 726         }
 727 }
 728
 729 /**
 730  * msix_capability_init - configure device's MSI-X capability
 731  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
 732  * @entries: pointer to an array of struct msix_entry entries
 733  * @nvec: number of @entries
 734  *
 735  * Setup the MSI-X capability structure of device function with a
 736  * single MSI-X irq. A return of zero indicates the successful setup of
 737  * requested MSI-X entries with allocated irqs or non-zero for otherwise.
 738  **/
 739 static int msix_capability_init(struct pci_dev *dev,
 740                                 struct msix_entry *entries, int nvec)
 741 {
 742         int ret;
 743         u16 control;
 744         void __iomem *base;
 745
 746         pci_read_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, &control);
 747
 748         /* Ensure MSI-X is disabled while it is set up */
 749         control &= ~PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE;
 750         pci_write_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, control);
 751
 752         /* Request & Map MSI-X table region */
 753         base = msix_map_region(dev, msix_table_size(control));
 754         if (!base)
 755                 return -ENOMEM;
 756
 757         ret = msix_setup_entries(dev, base, entries, nvec);
 758         if (ret)
 759                 return ret;
 760
 761         ret = arch_setup_msi_irqs(dev, nvec, PCI_CAP_ID_MSIX);
 762         if (ret)
 763                 goto out_avail;
 764
 765         /*
 766          * Some devices require MSI-X to be enabled before we can touch the
 767          * MSI-X registers.  We need to mask all the vectors to prevent
 768          * interrupts coming in before they're fully set up.
 769          */
 770         control |= PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL | PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE;
 771         pci_write_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, control);
 772
 773         msix_program_entries(dev, entries);
 774
 775         ret = populate_msi_sysfs(dev);
 776         if (ret)
 777                 goto out_free;
 778
 779         /* Set MSI-X enabled bits and unmask the function */
 780         pci_intx_for_msi(dev, 0);
 781         dev->msix_enabled = 1;
 782
 783         control &= ~PCI_MSIX_FLAGS_MASKALL;
 784         pci_write_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, control);
 785
 786         return 0;
 787
 788 out_avail:
 789         if (ret < 0) {
 790                 /*
 791                  * If we had some success, report the number of irqs
 792                  * we succeeded in setting up.
 793                  */
 794                 struct msi_desc *entry;
 795                 int avail = 0;
 796
 797                 list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
 798                         if (entry->irq != 0)
 799                                 avail++;
 800                 }
 801                 if (avail != 0)
 802                         ret = avail;
 803         }
 804
 805 out_free:
 806         free_msi_irqs(dev);
 807
 808         return ret;
 809 }
 810
 811 /**
 812  * pci_msi_check_device - check whether MSI may be enabled on a device
 813  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI device function
 814  * @nvec: how many MSIs have been requested ?
 815  * @type: are we checking for MSI or MSI-X ?
 816  *
 817  * Look at global flags, the device itself, and its parent buses
 818  * to determine if MSI/-X are supported for the device. If MSI/-X is
 819  * supported return 0, else return an error code.
 820  **/
 821 static int pci_msi_check_device(struct pci_dev *dev, int nvec, int type)
 822 {
 823         struct pci_bus *bus;
 824         int ret;
 825
 826         /* MSI must be globally enabled and supported by the device */
 827         if (!pci_msi_enable || !dev || dev->no_msi)
 828                 return -EINVAL;
 829
 830         /*
 831          * You can't ask to have 0 or less MSIs configured.
 832          *  a) it's stupid ..
 833          *  b) the list manipulation code assumes nvec >= 1.
 834          */
 835         if (nvec < 1)
 836                 return -ERANGE;
 837
 838         /*
 839          * Any bridge which does NOT route MSI transactions from its
 840          * secondary bus to its primary bus must set NO_MSI flag on
 841          * the secondary pci_bus.
 842          * We expect only arch-specific PCI host bus controller driver
 843          * or quirks for specific PCI bridges to be setting NO_MSI.
 844          */
 845         for (bus = dev->bus; bus; bus = bus->parent)
 846                 if (bus->bus_flags & PCI_BUS_FLAGS_NO_MSI)
 847                         return -EINVAL;
 848
 849         ret = arch_msi_check_device(dev, nvec, type);
 850         if (ret)
 851                 return ret;
 852
 853         return 0;
 854 }
 855
 856 /**
 857  * pci_msi_vec_count - Return the number of MSI vectors a device can send
 858  * @dev: device to report about
 859  *
 860  * This function returns the number of MSI vectors a device requested via
 861  * Multiple Message Capable register. It returns a negative errno if the
 862  * device is not capable sending MSI interrupts. Otherwise, the call succeeds
 863  * and returns a power of two, up to a maximum of 2^5 (32), according to the
 864  * MSI specification.
 865  **/
 866 int pci_msi_vec_count(struct pci_dev *dev)
 867 {
 868         int ret;
 869         u16 msgctl;
 870
 871         if (!dev->msi_cap)
 872                 return -EINVAL;
 873
 874         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &msgctl);
 875         ret = 1 << ((msgctl & PCI_MSI_FLAGS_QMASK) >> 1);
 876
 877         return ret;
 878 }
 879 EXPORT_SYMBOL(pci_msi_vec_count);
 880
 881 void pci_msi_shutdown(struct pci_dev *dev)
 882 {
 883         struct msi_desc *desc;
 884         u32 mask;
 885         u16 ctrl;
 886
 887         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msi_enabled)
 888                 return;
 889
 890         BUG_ON(list_empty(&dev->msi_list));
 891         desc = list_first_entry(&dev->msi_list, struct msi_desc, list);
 892
 893         msi_set_enable(dev, 0);
 894         pci_intx_for_msi(dev, 1);
 895         dev->msi_enabled = 0;
 896
 897         /* Return the device with MSI unmasked as initial states */
 898         pci_read_config_word(dev, dev->msi_cap + PCI_MSI_FLAGS, &ctrl);
 899         mask = msi_capable_mask(ctrl);
 900         /* Keep cached state to be restored */
 901         arch_msi_mask_irq(desc, mask, ~mask);
 902
 903         /* Restore dev->irq to its default pin-assertion irq */
 904         dev->irq = desc->msi_attrib.default_irq;
 905 }
 906
 907 void pci_disable_msi(struct pci_dev *dev)
 908 {
 909         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msi_enabled)
 910                 return;
 911
 912         pci_msi_shutdown(dev);
 913         free_msi_irqs(dev);
 914 }
 915 EXPORT_SYMBOL(pci_disable_msi);
 916
 917 /**
 918  * pci_msix_vec_count - return the number of device's MSI-X table entries
 919  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
 920  * This function returns the number of device's MSI-X table entries and
 921  * therefore the number of MSI-X vectors device is capable of sending.
 922  * It returns a negative errno if the device is not capable of sending MSI-X
 923  * interrupts.
 924  **/
 925 int pci_msix_vec_count(struct pci_dev *dev)
 926 {
 927         u16 control;
 928
 929         if (!dev->msix_cap)
 930                 return -EINVAL;
 931
 932         pci_read_config_word(dev, dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS, &control);
 933         return msix_table_size(control);
 934 }
 935 EXPORT_SYMBOL(pci_msix_vec_count);
 936
 937 /**
 938  * pci_enable_msix - configure device's MSI-X capability structure
 939  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
 940  * @entries: pointer to an array of MSI-X entries
 941  * @nvec: number of MSI-X irqs requested for allocation by device driver
 942  *
 943  * Setup the MSI-X capability structure of device function with the number
 944  * of requested irqs upon its software driver call to request for
 945  * MSI-X mode enabled on its hardware device function. A return of zero
 946  * indicates the successful configuration of MSI-X capability structure
 947  * with new allocated MSI-X irqs. A return of < 0 indicates a failure.
 948  * Or a return of > 0 indicates that driver request is exceeding the number
 949  * of irqs or MSI-X vectors available. Driver should use the returned value to
 950  * re-send its request.
 951  **/
 952 int pci_enable_msix(struct pci_dev *dev, struct msix_entry *entries, int nvec)
 953 {
 954         int status, nr_entries;
 955         int i, j;
 956
 957         if (!entries || !dev->msix_cap || dev->current_state != PCI_D0)
 958                 return -EINVAL;
 959
 960         status = pci_msi_check_device(dev, nvec, PCI_CAP_ID_MSIX);
 961         if (status)
 962                 return status;
 963
 964         nr_entries = pci_msix_vec_count(dev);
 965         if (nr_entries < 0)
 966                 return nr_entries;
 967         if (nvec > nr_entries)
 968                 return nr_entries;
 969
 970         /* Check for any invalid entries */
 971         for (i = 0; i < nvec; i++) {
 972                 if (entries[i].entry >= nr_entries)
 973                         return -EINVAL;         /* invalid entry */
 974                 for (j = i + 1; j < nvec; j++) {
 975                         if (entries[i].entry == entries[j].entry)
 976                                 return -EINVAL; /* duplicate entry */
 977                 }
 978         }
 979         WARN_ON(!!dev->msix_enabled);
 980
 981         /* Check whether driver already requested for MSI irq */
 982         if (dev->msi_enabled) {
 983                 dev_info(&dev->dev, "can't enable MSI-X (MSI IRQ already assigned)\n");
 984                 return -EINVAL;
 985         }
 986         status = msix_capability_init(dev, entries, nvec);
 987         return status;
 988 }
 989 EXPORT_SYMBOL(pci_enable_msix);
 990
 991 void pci_msix_shutdown(struct pci_dev *dev)
 992 {
 993         struct msi_desc *entry;
 994
 995         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msix_enabled)
 996                 return;
 997
 998         /* Return the device with MSI-X masked as initial states */
 999         list_for_each_entry(entry, &dev->msi_list, list) {
1000                 /* Keep cached states to be restored */
1001                 arch_msix_mask_irq(entry, 1);
1002         }
1003
1004         msix_set_enable(dev, 0);
1005         pci_intx_for_msi(dev, 1);
1006         dev->msix_enabled = 0;
1007 }
1008
1009 void pci_disable_msix(struct pci_dev *dev)
1010 {
1011         if (!pci_msi_enable || !dev || !dev->msix_enabled)
1012                 return;
1013
1014         pci_msix_shutdown(dev);
1015         free_msi_irqs(dev);
1016 }
1017 EXPORT_SYMBOL(pci_disable_msix);
1018
1019 /**
1020  * msi_remove_pci_irq_vectors - reclaim MSI(X) irqs to unused state
1021  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI(X) device function
1022  *
1023  * Being called during hotplug remove, from which the device function
1024  * is hot-removed. All previous assigned MSI/MSI-X irqs, if
1025  * allocated for this device function, are reclaimed to unused state,
1026  * which may be used later on.
1027  **/
1028 void msi_remove_pci_irq_vectors(struct pci_dev *dev)
1029 {
1030         if (!pci_msi_enable || !dev)
1031                 return;
1032
1033         if (dev->msi_enabled || dev->msix_enabled)
1034                 free_msi_irqs(dev);
1035 }
1036
1037 void pci_no_msi(void)
1038 {
1039         pci_msi_enable = 0;
1040 }
1041
1042 /**
1043  * pci_msi_enabled - is MSI enabled?
1044  *
1045  * Returns true if MSI has not been disabled by the command-line option
1046  * pci=nomsi.
1047  **/
1048 int pci_msi_enabled(void)
1049 {
1050         return pci_msi_enable;
1051 }
1052 EXPORT_SYMBOL(pci_msi_enabled);
1053
1054 void pci_msi_init_pci_dev(struct pci_dev *dev)
1055 {
1056         INIT_LIST_HEAD(&dev->msi_list);
1057
1058         /* Disable the msi hardware to avoid screaming interrupts
1059          * during boot.  This is the power on reset default so
1060          * usually this should be a noop.
1061          */
1062         dev->msi_cap = pci_find_capability(dev, PCI_CAP_ID_MSI);
1063         if (dev->msi_cap)
1064                 msi_set_enable(dev, 0);
1065
1066         dev->msix_cap = pci_find_capability(dev, PCI_CAP_ID_MSIX);
1067         if (dev->msix_cap)
1068                 msix_set_enable(dev, 0);
1069 }
1070
1071 /**
1072  * pci_enable_msi_range - configure device's MSI capability structure
1073  * @dev: device to configure
1074  * @minvec: minimal number of interrupts to configure
1075  * @maxvec: maximum number of interrupts to configure
1076  *
1077  * This function tries to allocate a maximum possible number of interrupts in a
1078  * range between @minvec and @maxvec. It returns a negative errno if an error
1079  * occurs. If it succeeds, it returns the actual number of interrupts allocated
1080  * and updates the @dev's irq member to the lowest new interrupt number;
1081  * the other interrupt numbers allocated to this device are consecutive.
1082  **/
1083 int pci_enable_msi_range(struct pci_dev *dev, int minvec, int maxvec)
1084 {
1085         int nvec;
1086         int rc;
1087
1088         if (dev->current_state != PCI_D0)
1089                 return -EINVAL;
1090
1091         WARN_ON(!!dev->msi_enabled);
1092
1093         /* Check whether driver already requested MSI-X irqs */
1094         if (dev->msix_enabled) {
1095                 dev_info(&dev->dev,
1096                          "can't enable MSI (MSI-X already enabled)\n");
1097                 return -EINVAL;
1098         }
1099
1100         if (maxvec < minvec)
1101                 return -ERANGE;
1102
1103         nvec = pci_msi_vec_count(dev);
1104         if (nvec < 0)
1105                 return nvec;
1106         else if (nvec < minvec)
1107                 return -EINVAL;
1108         else if (nvec > maxvec)
1109                 nvec = maxvec;
1110
1111         do {
1112                 rc = pci_msi_check_device(dev, nvec, PCI_CAP_ID_MSI);
1113                 if (rc < 0) {
1114                         return rc;
1115                 } else if (rc > 0) {
1116                         if (rc < minvec)
1117                                 return -ENOSPC;
1118                         nvec = rc;
1119                 }
1120         } while (rc);
1121
1122         do {
1123                 rc = msi_capability_init(dev, nvec);
1124                 if (rc < 0) {
1125                         return rc;
1126                 } else if (rc > 0) {
1127                         if (rc < minvec)
1128                                 return -ENOSPC;
1129                         nvec = rc;
1130                 }
1131         } while (rc);
1132
1133         return nvec;
1134 }
1135 EXPORT_SYMBOL(pci_enable_msi_range);
1136
1137 /**
1138  * pci_enable_msix_range - configure device's MSI-X capability structure
1139  * @dev: pointer to the pci_dev data structure of MSI-X device function
1140  * @entries: pointer to an array of MSI-X entries
1141  * @minvec: minimum number of MSI-X irqs requested
1142  * @maxvec: maximum number of MSI-X irqs requested
1143  *
1144  * Setup the MSI-X capability structure of device function with a maximum
1145  * possible number of interrupts in the range between @minvec and @maxvec
1146  * upon its software driver call to request for MSI-X mode enabled on its
1147  * hardware device function. It returns a negative errno if an error occurs.
1148  * If it succeeds, it returns the actual number of interrupts allocated and
1149  * indicates the successful configuration of MSI-X capability structure
1150  * with new allocated MSI-X interrupts.
1151  **/
1152 int pci_enable_msix_range(struct pci_dev *dev, struct msix_entry *entries,
1153                                int minvec, int maxvec)
1154 {
1155         int nvec = maxvec;
1156         int rc;
1157
1158         if (maxvec < minvec)
1159                 return -ERANGE;
1160
1161         do {
1162                 rc = pci_enable_msix(dev, entries, nvec);
1163                 if (rc < 0) {
1164                         return rc;
1165                 } else if (rc > 0) {
1166                         if (rc < minvec)
1167                                 return -ENOSPC;
1168                         nvec = rc;
1169                 }
1170         } while (rc);
1171
1172         return nvec;
1173 }
1174 EXPORT_SYMBOL(pci_enable_msix_range);