sys/dev/hyperv/pcib/vmbus_pcib.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2016-2017 Microsoft Corp.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  */
  26
  27 #include <sys/cdefs.h>
  28 __FBSDID("$FreeBSD$");
  29
  30 #ifdef NEW_PCIB
  31
  32 #include <sys/param.h>
  33 #include <sys/systm.h>
  34 #include <sys/types.h>
  35 #include <sys/malloc.h>
  36 #include <sys/module.h>
  37 #include <sys/kernel.h>
  38 #include <sys/queue.h>
  39 #include <sys/lock.h>
  40 #include <sys/sx.h>
  41 #include <sys/smp.h>
  42 #include <sys/sysctl.h>
  43 #include <sys/bus.h>
  44 #include <sys/rman.h>
  45 #include <sys/mutex.h>
  46 #include <sys/errno.h>
  47
  48 #include <vm/vm.h>
  49 #include <vm/vm_param.h>
  50 #include <vm/vm_kern.h>
  51 #include <vm/pmap.h>
  52
  53 #include <machine/atomic.h>
  54 #include <machine/bus.h>
  55 #include <machine/frame.h>
  56 #include <machine/pci_cfgreg.h>
  57 #include <machine/resource.h>
  58
  59 #include <sys/pciio.h>
  60 #include <dev/pci/pcireg.h>
  61 #include <dev/pci/pcivar.h>
  62 #include <dev/pci/pci_private.h>
  63 #include <dev/pci/pcib_private.h>
  64 #include "pcib_if.h"
  65
  66 #include <machine/intr_machdep.h>
  67 #include <x86/apicreg.h>
  68
  69 #include <dev/hyperv/include/hyperv.h>
  70 #include <dev/hyperv/include/hyperv_busdma.h>
  71 #include <dev/hyperv/include/vmbus_xact.h>
  72 #include <dev/hyperv/vmbus/vmbus_reg.h>
  73 #include <dev/hyperv/vmbus/vmbus_chanvar.h>
  74
  75 #include "vmbus_if.h"
  76
  77 #if __FreeBSD_version < 1100000
  78 typedef u_long rman_res_t;
  79 #define RM_MAX_END      (~(rman_res_t)0)
  80 #endif
  81
  82 struct completion {
  83         unsigned int done;
  84         struct mtx lock;
  85 };
  86
  87 static void
  88 init_completion(struct completion *c)
  89 {
  90         memset(c, 0, sizeof(*c));
  91         mtx_init(&c->lock, "hvcmpl", NULL, MTX_DEF);
  92         c->done = 0;
  93 }
  94
  95 static void
  96 free_completion(struct completion *c)
  97 {
  98         mtx_destroy(&c->lock);
  99 }
 100
 101 static void
 102 complete(struct completion *c)
 103 {
 104         mtx_lock(&c->lock);
 105         c->done++;
 106         mtx_unlock(&c->lock);
 107         wakeup(c);
 108 }
 109
 110 static void
 111 wait_for_completion(struct completion *c)
 112 {
 113         mtx_lock(&c->lock);
 114         while (c->done == 0)
 115                 mtx_sleep(c, &c->lock, 0, "hvwfc", 0);
 116         c->done--;
 117         mtx_unlock(&c->lock);
 118 }
 119
 120 #define PCI_MAKE_VERSION(major, minor) ((uint32_t)(((major) << 16) | (major)))
 121
 122 enum {
 123         PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1 = PCI_MAKE_VERSION(1, 1),
 124         PCI_PROTOCOL_VERSION_CURRENT = PCI_PROTOCOL_VERSION_1_1
 125 };
 126
 127 #define PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH  0x2000
 128 #define CFG_PAGE_OFFSET 0x1000
 129 #define CFG_PAGE_SIZE (PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH - CFG_PAGE_OFFSET)
 130
 131 /*
 132  * Message Types
 133  */
 134
 135 enum pci_message_type {
 136         /*
 137          * Version 1.1
 138          */
 139         PCI_MESSAGE_BASE                = 0x42490000,
 140         PCI_BUS_RELATIONS               = PCI_MESSAGE_BASE + 0,
 141         PCI_QUERY_BUS_RELATIONS         = PCI_MESSAGE_BASE + 1,
 142         PCI_POWER_STATE_CHANGE          = PCI_MESSAGE_BASE + 4,
 143         PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS = PCI_MESSAGE_BASE + 5,
 144         PCI_QUERY_RESOURCE_RESOURCES    = PCI_MESSAGE_BASE + 6,
 145         PCI_BUS_D0ENTRY                 = PCI_MESSAGE_BASE + 7,
 146         PCI_BUS_D0EXIT                  = PCI_MESSAGE_BASE + 8,
 147         PCI_READ_BLOCK                  = PCI_MESSAGE_BASE + 9,
 148         PCI_WRITE_BLOCK                 = PCI_MESSAGE_BASE + 0xA,
 149         PCI_EJECT                       = PCI_MESSAGE_BASE + 0xB,
 150         PCI_QUERY_STOP                  = PCI_MESSAGE_BASE + 0xC,
 151         PCI_REENABLE                    = PCI_MESSAGE_BASE + 0xD,
 152         PCI_QUERY_STOP_FAILED           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xE,
 153         PCI_EJECTION_COMPLETE           = PCI_MESSAGE_BASE + 0xF,
 154         PCI_RESOURCES_ASSIGNED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x10,
 155         PCI_RESOURCES_RELEASED          = PCI_MESSAGE_BASE + 0x11,
 156         PCI_INVALIDATE_BLOCK            = PCI_MESSAGE_BASE + 0x12,
 157         PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION      = PCI_MESSAGE_BASE + 0x13,
 158         PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x14,
 159         PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE    = PCI_MESSAGE_BASE + 0x15,
 160         PCI_MESSAGE_MAXIMUM
 161 };
 162
 163 /*
 164  * Structures defining the virtual PCI Express protocol.
 165  */
 166
 167 union pci_version {
 168         struct {
 169                 uint16_t minor_version;
 170                 uint16_t major_version;
 171         } parts;
 172         uint32_t version;
 173 } __packed;
 174
 175 /*
 176  * This representation is the one used in Windows, which is
 177  * what is expected when sending this back and forth with
 178  * the Hyper-V parent partition.
 179  */
 180 union win_slot_encoding {
 181         struct {
 182                 uint32_t        slot:5;
 183                 uint32_t        func:3;
 184                 uint32_t        reserved:24;
 185         } bits;
 186         uint32_t val;
 187 } __packed;
 188
 189 struct pci_func_desc {
 190         uint16_t        v_id;   /* vendor ID */
 191         uint16_t        d_id;   /* device ID */
 192         uint8_t         rev;
 193         uint8_t         prog_intf;
 194         uint8_t         subclass;
 195         uint8_t         base_class;
 196         uint32_t        subsystem_id;
 197         union win_slot_encoding wslot;
 198         uint32_t        ser;    /* serial number */
 199 } __packed;
 200
 201 struct hv_msi_desc {
 202         uint8_t         vector;
 203         uint8_t         delivery_mode;
 204         uint16_t        vector_count;
 205         uint32_t        reserved;
 206         uint64_t        cpu_mask;
 207 } __packed;
 208
 209 struct tran_int_desc {
 210         uint16_t        reserved;
 211         uint16_t        vector_count;
 212         uint32_t        data;
 213         uint64_t        address;
 214 } __packed;
 215
 216 struct pci_message {
 217         uint32_t type;
 218 } __packed;
 219
 220 struct pci_child_message {
 221         struct pci_message message_type;
 222         union win_slot_encoding wslot;
 223 } __packed;
 224
 225 struct pci_incoming_message {
 226         struct vmbus_chanpkt_hdr hdr;
 227         struct pci_message message_type;
 228 } __packed;
 229
 230 struct pci_response {
 231         struct vmbus_chanpkt_hdr hdr;
 232         int32_t status; /* negative values are failures */
 233 } __packed;
 234
 235 struct pci_packet {
 236         void (*completion_func)(void *context, struct pci_response *resp,
 237             int resp_packet_size);
 238         void *compl_ctxt;
 239
 240         struct pci_message message[0];
 241 };
 242
 243 /*
 244  * Specific message types supporting the PCI protocol.
 245  */
 246
 247 struct pci_version_request {
 248         struct pci_message message_type;
 249         uint32_t protocol_version;
 250         uint32_t is_last_attempt:1;
 251         uint32_t reservedz:31;
 252 } __packed;
 253
 254 struct pci_bus_d0_entry {
 255         struct pci_message message_type;
 256         uint32_t reserved;
 257         uint64_t mmio_base;
 258 } __packed;
 259
 260 struct pci_bus_relations {
 261         struct pci_incoming_message incoming;
 262         uint32_t device_count;
 263         struct pci_func_desc func[0];
 264 } __packed;
 265
 266 #define MAX_NUM_BARS    (PCIR_MAX_BAR_0 + 1)
 267 struct pci_q_res_req_response {
 268         struct vmbus_chanpkt_hdr hdr;
 269         int32_t status; /* negative values are failures */
 270         uint32_t probed_bar[MAX_NUM_BARS];
 271 } __packed;
 272
 273 struct pci_resources_assigned {
 274         struct pci_message message_type;
 275         union win_slot_encoding wslot;
 276         uint8_t memory_range[0x14][MAX_NUM_BARS]; /* unused here */
 277         uint32_t msi_descriptors;
 278         uint32_t reserved[4];
 279 } __packed;
 280
 281 struct pci_create_interrupt {
 282         struct pci_message message_type;
 283         union win_slot_encoding wslot;
 284         struct hv_msi_desc int_desc;
 285 } __packed;
 286
 287 struct pci_create_int_response {
 288         struct pci_response response;
 289         uint32_t reserved;
 290         struct tran_int_desc int_desc;
 291 } __packed;
 292
 293 struct pci_delete_interrupt {
 294         struct pci_message message_type;
 295         union win_slot_encoding wslot;
 296         struct tran_int_desc int_desc;
 297 } __packed;
 298
 299 struct pci_dev_incoming {
 300         struct pci_incoming_message incoming;
 301         union win_slot_encoding wslot;
 302 } __packed;
 303
 304 struct pci_eject_response {
 305         struct pci_message message_type;
 306         union win_slot_encoding wslot;
 307         uint32_t status;
 308 } __packed;
 309
 310 /*
 311  * Driver specific state.
 312  */
 313
 314 enum hv_pcibus_state {
 315         hv_pcibus_init = 0,
 316         hv_pcibus_installed,
 317 };
 318
 319 struct hv_pcibus {
 320         device_t pcib;
 321         device_t pci_bus;
 322         struct vmbus_pcib_softc *sc;
 323
 324         uint16_t pci_domain;
 325
 326         enum hv_pcibus_state state;
 327
 328         struct resource *cfg_res;
 329
 330         struct completion query_completion, *query_comp;
 331
 332         struct mtx config_lock; /* Avoid two threads writing index page */
 333         struct mtx device_list_lock;    /* Protect lists below */
 334         TAILQ_HEAD(, hv_pci_dev) children;
 335         TAILQ_HEAD(, hv_dr_state) dr_list;
 336
 337         volatile int detaching;
 338 };
 339
 340 struct hv_pci_dev {
 341         TAILQ_ENTRY(hv_pci_dev) link;
 342
 343         struct pci_func_desc desc;
 344
 345         bool reported_missing;
 346
 347         struct hv_pcibus *hbus;
 348         struct task eject_task;
 349
 350         TAILQ_HEAD(, hv_irq_desc) irq_desc_list;
 351
 352         /*
 353          * What would be observed if one wrote 0xFFFFFFFF to a BAR and then
 354          * read it back, for each of the BAR offsets within config space.
 355          */
 356         uint32_t probed_bar[MAX_NUM_BARS];
 357 };
 358
 359 /*
 360  * Tracks "Device Relations" messages from the host, which must be both
 361  * processed in order.
 362  */
 363 struct hv_dr_work {
 364         struct task task;
 365         struct hv_pcibus *bus;
 366 };
 367
 368 struct hv_dr_state {
 369         TAILQ_ENTRY(hv_dr_state) link;
 370         uint32_t device_count;
 371         struct pci_func_desc func[0];
 372 };
 373
 374 struct hv_irq_desc {
 375         TAILQ_ENTRY(hv_irq_desc) link;
 376         struct tran_int_desc desc;
 377         int irq;
 378 };
 379
 380 #define PCI_DEVFN(slot, func)   ((((slot) & 0x1f) << 3) | ((func) & 0x07))
 381 #define PCI_SLOT(devfn)         (((devfn) >> 3) & 0x1f)
 382 #define PCI_FUNC(devfn)         ((devfn) & 0x07)
 383
 384 static uint32_t
 385 devfn_to_wslot(unsigned int devfn)
 386 {
 387         union win_slot_encoding wslot;
 388
 389         wslot.val = 0;
 390         wslot.bits.slot = PCI_SLOT(devfn);
 391         wslot.bits.func = PCI_FUNC(devfn);
 392
 393         return (wslot.val);
 394 }
 395
 396 static unsigned int
 397 wslot_to_devfn(uint32_t wslot)
 398 {
 399         union win_slot_encoding encoding;
 400         unsigned int slot;
 401         unsigned int func;
 402
 403         encoding.val = wslot;
 404
 405         slot = encoding.bits.slot;
 406         func = encoding.bits.func;
 407
 408         return (PCI_DEVFN(slot, func));
 409 }
 410
 411 struct vmbus_pcib_softc {
 412         struct vmbus_channel    *chan;
 413         void *rx_buf;
 414
 415         struct taskqueue        *taskq;
 416
 417         struct hv_pcibus        *hbus;
 418 };
 419
 420 /* {44C4F61D-4444-4400-9D52-802E27EDE19F} */
 421 static const struct hyperv_guid g_pass_through_dev_type = {
 422         .hv_guid = {0x1D, 0xF6, 0xC4, 0x44, 0x44, 0x44, 0x00, 0x44,
 423             0x9D, 0x52, 0x80, 0x2E, 0x27, 0xED, 0xE1, 0x9F}
 424 };
 425
 426 struct hv_pci_compl {
 427         struct completion host_event;
 428         int32_t completion_status;
 429 };
 430
 431 struct q_res_req_compl {
 432         struct completion host_event;
 433         struct hv_pci_dev *hpdev;
 434 };
 435
 436 struct compose_comp_ctxt {
 437         struct hv_pci_compl comp_pkt;
 438         struct tran_int_desc int_desc;
 439 };
 440
 441 static void
 442 hv_pci_generic_compl(void *context, struct pci_response *resp,
 443     int resp_packet_size)
 444 {
 445         struct hv_pci_compl *comp_pkt = context;
 446
 447         if (resp_packet_size >= sizeof(struct pci_response))
 448                 comp_pkt->completion_status = resp->status;
 449         else
 450                 comp_pkt->completion_status = -1;
 451
 452         complete(&comp_pkt->host_event);
 453 }
 454
 455 static void
 456 q_resource_requirements(void *context, struct pci_response *resp,
 457     int resp_packet_size)
 458 {
 459         struct q_res_req_compl *completion = context;
 460         struct pci_q_res_req_response *q_res_req =
 461             (struct pci_q_res_req_response *)resp;
 462         int i;
 463
 464         if (resp->status < 0) {
 465                 printf("vmbus_pcib: failed to query resource requirements\n");
 466         } else {
 467                 for (i = 0; i < MAX_NUM_BARS; i++)
 468                         completion->hpdev->probed_bar[i] =
 469                             q_res_req->probed_bar[i];
 470         }
 471
 472         complete(&completion->host_event);
 473 }
 474
 475 static void
 476 hv_pci_compose_compl(void *context, struct pci_response *resp,
 477     int resp_packet_size)
 478 {
 479         struct compose_comp_ctxt *comp_pkt = context;
 480         struct pci_create_int_response *int_resp =
 481             (struct pci_create_int_response *)resp;
 482
 483         comp_pkt->comp_pkt.completion_status = resp->status;
 484         comp_pkt->int_desc = int_resp->int_desc;
 485         complete(&comp_pkt->comp_pkt.host_event);
 486 }
 487
 488 static void
 489 hv_int_desc_free(struct hv_pci_dev *hpdev, struct hv_irq_desc *hid)
 490 {
 491         struct pci_delete_interrupt *int_pkt;
 492         struct {
 493                 struct pci_packet pkt;
 494                 uint8_t buffer[sizeof(struct pci_delete_interrupt)];
 495         } ctxt;
 496
 497         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
 498         int_pkt = (struct pci_delete_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
 499         int_pkt->message_type.type = PCI_DELETE_INTERRUPT_MESSAGE;
 500         int_pkt->wslot.val = hpdev->desc.wslot.val;
 501         int_pkt->int_desc = hid->desc;
 502
 503         vmbus_chan_send(hpdev->hbus->sc->chan, VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND, 0,
 504             int_pkt, sizeof(*int_pkt), 0);
 505
 506         free(hid, M_DEVBUF);
 507 }
 508
 509 static void
 510 hv_pci_delete_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
 511 {
 512         struct hv_pcibus *hbus = hpdev->hbus;
 513         struct hv_irq_desc *hid, *tmp_hid;
 514         device_t pci_dev;
 515         int devfn;
 516
 517         devfn = wslot_to_devfn(hpdev->desc.wslot.val);
 518
 519         mtx_lock(&Giant);
 520
 521         pci_dev = pci_find_dbsf(hbus->pci_domain,
 522             0, PCI_SLOT(devfn), PCI_FUNC(devfn));
 523         if (pci_dev)
 524                 device_delete_child(hbus->pci_bus, pci_dev);
 525
 526         mtx_unlock(&Giant);
 527
 528         mtx_lock(&hbus->device_list_lock);
 529         TAILQ_REMOVE(&hbus->children, hpdev, link);
 530         mtx_unlock(&hbus->device_list_lock);
 531
 532         TAILQ_FOREACH_SAFE(hid, &hpdev->irq_desc_list, link, tmp_hid)
 533                 hv_int_desc_free(hpdev, hid);
 534
 535         free(hpdev, M_DEVBUF);
 536 }
 537
 538 static struct hv_pci_dev *
 539 new_pcichild_device(struct hv_pcibus *hbus, struct pci_func_desc *desc)
 540 {
 541         struct hv_pci_dev *hpdev;
 542         struct pci_child_message *res_req;
 543         struct q_res_req_compl comp_pkt;
 544         struct {
 545                 struct pci_packet pkt;
 546                 uint8_t buffer[sizeof(struct pci_child_message)];
 547         } ctxt;
 548         int ret;
 549
 550         hpdev = malloc(sizeof(*hpdev), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
 551         hpdev->hbus = hbus;
 552
 553         TAILQ_INIT(&hpdev->irq_desc_list);
 554
 555         init_completion(&comp_pkt.host_event);
 556         comp_pkt.hpdev = hpdev;
 557
 558         ctxt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
 559         ctxt.pkt.completion_func = q_resource_requirements;
 560
 561         res_req = (struct pci_child_message *)&ctxt.pkt.message;
 562         res_req->message_type.type = PCI_QUERY_RESOURCE_REQUIREMENTS;
 563         res_req->wslot.val = desc->wslot.val;
 564
 565         ret = vmbus_chan_send(hbus->sc->chan,
 566             VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND, VMBUS_CHANPKT_FLAG_RC,
 567             res_req, sizeof(*res_req), (uint64_t)(uintptr_t)&ctxt.pkt);
 568         if (ret)
 569                 goto err;
 570
 571         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
 572         free_completion(&comp_pkt.host_event);
 573
 574         hpdev->desc = *desc;
 575
 576         mtx_lock(&hbus->device_list_lock);
 577         if (TAILQ_EMPTY(&hbus->children))
 578                 hbus->pci_domain = desc->ser & 0xFFFF;
 579         TAILQ_INSERT_TAIL(&hbus->children, hpdev, link);
 580         mtx_unlock(&hbus->device_list_lock);
 581         return (hpdev);
 582 err:
 583         free_completion(&comp_pkt.host_event);
 584         free(hpdev, M_DEVBUF);
 585         return (NULL);
 586 }
 587
 588 #if __FreeBSD_version < 1100000
 589
 590 /* Old versions don't have BUS_RESCAN(). Let's copy it from FreeBSD 11. */
 591
 592 static struct pci_devinfo *
 593 pci_identify_function(device_t pcib, device_t dev, int domain, int busno,
 594     int slot, int func, size_t dinfo_size)
 595 {
 596         struct pci_devinfo *dinfo;
 597
 598         dinfo = pci_read_device(pcib, domain, busno, slot, func, dinfo_size);
 599         if (dinfo != NULL)
 600                 pci_add_child(dev, dinfo);
 601
 602         return (dinfo);
 603 }
 604
 605 static int
 606 pci_rescan(device_t dev)
 607 {
 608 #define REG(n, w)       PCIB_READ_CONFIG(pcib, busno, s, f, n, w)
 609         device_t pcib = device_get_parent(dev);
 610         struct pci_softc *sc;
 611         device_t child, *devlist, *unchanged;
 612         int devcount, error, i, j, maxslots, oldcount;
 613         int busno, domain, s, f, pcifunchigh;
 614         uint8_t hdrtype;
 615
 616         /* No need to check for ARI on a rescan. */
 617         error = device_get_children(dev, &devlist, &devcount);
 618         if (error)
 619                 return (error);
 620         if (devcount != 0) {
 621                 unchanged = malloc(devcount * sizeof(device_t), M_TEMP,
 622                     M_NOWAIT | M_ZERO);
 623                 if (unchanged == NULL) {
 624                         free(devlist, M_TEMP);
 625                         return (ENOMEM);
 626                 }
 627         } else
 628                 unchanged = NULL;
 629
 630         sc = device_get_softc(dev);
 631         domain = pcib_get_domain(dev);
 632         busno = pcib_get_bus(dev);
 633         maxslots = PCIB_MAXSLOTS(pcib);
 634         for (s = 0; s <= maxslots; s++) {
 635                 /* If function 0 is not present, skip to the next slot. */
 636                 f = 0;
 637                 if (REG(PCIR_VENDOR, 2) == 0xffff)
 638                         continue;
 639                 pcifunchigh = 0;
 640                 hdrtype = REG(PCIR_HDRTYPE, 1);
 641                 if ((hdrtype & PCIM_HDRTYPE) > PCI_MAXHDRTYPE)
 642                         continue;
 643                 if (hdrtype & PCIM_MFDEV)
 644                         pcifunchigh = PCIB_MAXFUNCS(pcib);
 645                 for (f = 0; f <= pcifunchigh; f++) {
 646                         if (REG(PCIR_VENDOR, 2) == 0xffff)
 647                                 continue;
 648
 649                         /*
 650                          * Found a valid function.  Check if a
 651                          * device_t for this device already exists.
 652                          */
 653                         for (i = 0; i < devcount; i++) {
 654                                 child = devlist[i];
 655                                 if (child == NULL)
 656                                         continue;
 657                                 if (pci_get_slot(child) == s &&
 658                                     pci_get_function(child) == f) {
 659                                         unchanged[i] = child;
 660                                         goto next_func;
 661                                 }
 662                         }
 663
 664                         pci_identify_function(pcib, dev, domain, busno, s, f,
 665                             sizeof(struct pci_devinfo));
 666                 next_func:;
 667                 }
 668         }
 669
 670         /* Remove devices that are no longer present. */
 671         for (i = 0; i < devcount; i++) {
 672                 if (unchanged[i] != NULL)
 673                         continue;
 674                 device_delete_child(dev, devlist[i]);
 675         }
 676
 677         free(devlist, M_TEMP);
 678         oldcount = devcount;
 679
 680         /* Try to attach the devices just added. */
 681         error = device_get_children(dev, &devlist, &devcount);
 682         if (error) {
 683                 free(unchanged, M_TEMP);
 684                 return (error);
 685         }
 686
 687         for (i = 0; i < devcount; i++) {
 688                 for (j = 0; j < oldcount; j++) {
 689                         if (devlist[i] == unchanged[j])
 690                                 goto next_device;
 691                 }
 692
 693                 device_probe_and_attach(devlist[i]);
 694         next_device:;
 695         }
 696
 697         free(unchanged, M_TEMP);
 698         free(devlist, M_TEMP);
 699         return (0);
 700 #undef REG
 701 }
 702
 703 #else
 704
 705 static int
 706 pci_rescan(device_t dev)
 707 {
 708         return (BUS_RESCAN(dev));
 709 }
 710
 711 #endif
 712
 713 static void
 714 pci_devices_present_work(void *arg, int pending __unused)
 715 {
 716         struct hv_dr_work *dr_wrk = arg;
 717         struct hv_dr_state *dr = NULL;
 718         struct hv_pcibus *hbus;
 719         uint32_t child_no;
 720         bool found;
 721         struct pci_func_desc *new_desc;
 722         struct hv_pci_dev *hpdev, *tmp_hpdev;
 723         struct completion *query_comp;
 724         bool need_rescan = false;
 725
 726         hbus = dr_wrk->bus;
 727         free(dr_wrk, M_DEVBUF);
 728
 729         /* Pull this off the queue and process it if it was the last one. */
 730         mtx_lock(&hbus->device_list_lock);
 731         while (!TAILQ_EMPTY(&hbus->dr_list)) {
 732                 dr = TAILQ_FIRST(&hbus->dr_list);
 733                 TAILQ_REMOVE(&hbus->dr_list, dr, link);
 734
 735                 /* Throw this away if the list still has stuff in it. */
 736                 if (!TAILQ_EMPTY(&hbus->dr_list)) {
 737                         free(dr, M_DEVBUF);
 738                         continue;
 739                 }
 740         }
 741         mtx_unlock(&hbus->device_list_lock);
 742
 743         if (!dr)
 744                 return;
 745
 746         /* First, mark all existing children as reported missing. */
 747         mtx_lock(&hbus->device_list_lock);
 748         TAILQ_FOREACH(hpdev, &hbus->children, link)
 749                 hpdev->reported_missing = true;
 750         mtx_unlock(&hbus->device_list_lock);
 751
 752         /* Next, add back any reported devices. */
 753         for (child_no = 0; child_no < dr->device_count; child_no++) {
 754                 found = false;
 755                 new_desc = &dr->func[child_no];
 756
 757                 mtx_lock(&hbus->device_list_lock);
 758                 TAILQ_FOREACH(hpdev, &hbus->children, link) {
 759                         if ((hpdev->desc.wslot.val ==
 760                             new_desc->wslot.val) &&
 761                             (hpdev->desc.v_id == new_desc->v_id) &&
 762                             (hpdev->desc.d_id == new_desc->d_id) &&
 763                             (hpdev->desc.ser == new_desc->ser)) {
 764                                 hpdev->reported_missing = false;
 765                                 found = true;
 766                                 break;
 767                         }
 768                 }
 769                 mtx_unlock(&hbus->device_list_lock);
 770
 771                 if (!found) {
 772                         if (!need_rescan)
 773                                 need_rescan = true;
 774
 775                         hpdev = new_pcichild_device(hbus, new_desc);
 776                         if (!hpdev)
 777                                 printf("vmbus_pcib: failed to add a child\n");
 778                 }
 779         }
 780
 781         /* Remove missing device(s), if any */
 782         TAILQ_FOREACH_SAFE(hpdev, &hbus->children, link, tmp_hpdev) {
 783                 if (hpdev->reported_missing)
 784                         hv_pci_delete_device(hpdev);
 785         }
 786
 787         /* Rescan the bus to find any new device, if necessary. */
 788         if (hbus->state == hv_pcibus_installed && need_rescan)
 789                 pci_rescan(hbus->pci_bus);
 790
 791         /* Wake up hv_pci_query_relations(), if it's waiting. */
 792         query_comp = hbus->query_comp;
 793         if (query_comp) {
 794                 hbus->query_comp = NULL;
 795                 complete(query_comp);
 796         }
 797
 798         free(dr, M_DEVBUF);
 799 }
 800
 801 static struct hv_pci_dev *
 802 get_pcichild_wslot(struct hv_pcibus *hbus, uint32_t wslot)
 803 {
 804         struct hv_pci_dev *hpdev, *ret = NULL;
 805
 806         mtx_lock(&hbus->device_list_lock);
 807         TAILQ_FOREACH(hpdev, &hbus->children, link) {
 808                 if (hpdev->desc.wslot.val == wslot) {
 809                         ret = hpdev;
 810                         break;
 811                 }
 812         }
 813         mtx_unlock(&hbus->device_list_lock);
 814
 815         return (ret);
 816 }
 817
 818 static void
 819 hv_pci_devices_present(struct hv_pcibus *hbus,
 820     struct pci_bus_relations *relations)
 821 {
 822         struct hv_dr_state *dr;
 823         struct hv_dr_work *dr_wrk;
 824         unsigned long dr_size;
 825
 826         if (hbus->detaching && relations->device_count > 0)
 827                 return;
 828
 829         dr_size = offsetof(struct hv_dr_state, func) +
 830             (sizeof(struct pci_func_desc) * relations->device_count);
 831         dr = malloc(dr_size, M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
 832
 833         dr->device_count = relations->device_count;
 834         if (dr->device_count != 0)
 835                 memcpy(dr->func, relations->func,
 836                     sizeof(struct pci_func_desc) * dr->device_count);
 837
 838         mtx_lock(&hbus->device_list_lock);
 839         TAILQ_INSERT_TAIL(&hbus->dr_list, dr, link);
 840         mtx_unlock(&hbus->device_list_lock);
 841
 842         dr_wrk = malloc(sizeof(*dr_wrk), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
 843         dr_wrk->bus = hbus;
 844         TASK_INIT(&dr_wrk->task, 0, pci_devices_present_work, dr_wrk);
 845         taskqueue_enqueue(hbus->sc->taskq, &dr_wrk->task);
 846 }
 847
 848 static void
 849 hv_eject_device_work(void *arg, int pending __unused)
 850 {
 851         struct hv_pci_dev *hpdev = arg;
 852         union win_slot_encoding wslot = hpdev->desc.wslot;
 853         struct hv_pcibus *hbus = hpdev->hbus;
 854         struct pci_eject_response *eject_pkt;
 855         struct {
 856                 struct pci_packet pkt;
 857                 uint8_t buffer[sizeof(struct pci_eject_response)];
 858         } ctxt;
 859
 860         hv_pci_delete_device(hpdev);
 861
 862         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
 863         eject_pkt = (struct pci_eject_response *)&ctxt.pkt.message;
 864         eject_pkt->message_type.type = PCI_EJECTION_COMPLETE;
 865         eject_pkt->wslot.val = wslot.val;
 866         vmbus_chan_send(hbus->sc->chan, VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND, 0,
 867             eject_pkt, sizeof(*eject_pkt), 0);
 868 }
 869
 870 static void
 871 hv_pci_eject_device(struct hv_pci_dev *hpdev)
 872 {
 873         struct hv_pcibus *hbus = hpdev->hbus;
 874         struct taskqueue *taskq;
 875
 876         if (hbus->detaching)
 877                 return;
 878
 879         /*
 880          * Push this task into the same taskqueue on which
 881          * vmbus_pcib_attach() runs, so we're sure this task can't run
 882          * concurrently with vmbus_pcib_attach().
 883          */
 884         TASK_INIT(&hpdev->eject_task, 0, hv_eject_device_work, hpdev);
 885         taskq = vmbus_chan_mgmt_tq(hbus->sc->chan);
 886         taskqueue_enqueue(taskq, &hpdev->eject_task);
 887 }
 888
 889 #define PCIB_PACKET_SIZE        0x100
 890
 891 static void
 892 vmbus_pcib_on_channel_callback(struct vmbus_channel *chan, void *arg)
 893 {
 894         struct vmbus_pcib_softc *sc = arg;
 895         struct hv_pcibus *hbus = sc->hbus;
 896
 897         void *buffer;
 898         int bufferlen = PCIB_PACKET_SIZE;
 899
 900         struct pci_packet *comp_packet;
 901         struct pci_response *response;
 902         struct pci_incoming_message *new_msg;
 903         struct pci_bus_relations *bus_rel;
 904         struct pci_dev_incoming *dev_msg;
 905         struct hv_pci_dev *hpdev;
 906
 907         buffer = sc->rx_buf;
 908         do {
 909                 struct vmbus_chanpkt_hdr *pkt = buffer;
 910                 uint32_t bytes_rxed;
 911                 int ret;
 912
 913                 bytes_rxed = bufferlen;
 914                 ret = vmbus_chan_recv_pkt(chan, pkt, &bytes_rxed);
 915
 916                 if (ret == ENOBUFS) {
 917                         /* Handle large packet */
 918                         if (bufferlen > PCIB_PACKET_SIZE) {
 919                                 free(buffer, M_DEVBUF);
 920                                 buffer = NULL;
 921                         }
 922
 923                         /* alloc new buffer */
 924                         buffer = malloc(bytes_rxed, M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
 925                         bufferlen = bytes_rxed;
 926
 927                         continue;
 928                 }
 929
 930                 if (ret != 0) {
 931                         /* ignore EIO or EAGAIN */
 932                         break;
 933                 }
 934
 935                 if (bytes_rxed <= sizeof(struct pci_response))
 936                         continue;
 937
 938                 switch (pkt->cph_type) {
 939                 case VMBUS_CHANPKT_TYPE_COMP:
 940                         comp_packet =
 941                             (struct pci_packet *)(uintptr_t)pkt->cph_xactid;
 942                         response = (struct pci_response *)pkt;
 943                         comp_packet->completion_func(comp_packet->compl_ctxt,
 944                             response, bytes_rxed);
 945                         break;
 946                 case VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND:
 947                         new_msg = (struct pci_incoming_message *)buffer;
 948
 949                         switch (new_msg->message_type.type) {
 950                         case PCI_BUS_RELATIONS:
 951                                 bus_rel = (struct pci_bus_relations *)buffer;
 952
 953                                 if (bus_rel->device_count == 0)
 954                                         break;
 955
 956                                 if (bytes_rxed <
 957                                     offsetof(struct pci_bus_relations, func) +
 958                                         (sizeof(struct pci_func_desc) *
 959                                             (bus_rel->device_count)))
 960                                         break;
 961
 962                                 hv_pci_devices_present(hbus, bus_rel);
 963                                 break;
 964
 965                         case PCI_EJECT:
 966                                 dev_msg = (struct pci_dev_incoming *)buffer;
 967                                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus,
 968                                     dev_msg->wslot.val);
 969
 970                                 if (hpdev)
 971                                         hv_pci_eject_device(hpdev);
 972
 973                                 break;
 974                         default:
 975                                 printf("vmbus_pcib: Unknown msg type 0x%x\n",
 976                                     new_msg->message_type.type);
 977                                 break;
 978                         }
 979                         break;
 980                 default:
 981                         printf("vmbus_pcib: Unknown VMBus msg type %hd\n",
 982                             pkt->cph_type);
 983                         break;
 984                 }
 985         } while (1);
 986
 987         if (bufferlen > PCIB_PACKET_SIZE)
 988                 free(buffer, M_DEVBUF);
 989 }
 990
 991 static int
 992 hv_pci_protocol_negotiation(struct hv_pcibus *hbus)
 993 {
 994         struct pci_version_request *version_req;
 995         struct hv_pci_compl comp_pkt;
 996         struct {
 997                 struct pci_packet pkt;
 998                 uint8_t buffer[sizeof(struct pci_version_request)];
 999         } ctxt;
1000         int ret;
1001
1002         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1003
1004         ctxt.pkt.completion_func = hv_pci_generic_compl;
1005         ctxt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
1006         version_req = (struct pci_version_request *)&ctxt.pkt.message;
1007         version_req->message_type.type = PCI_QUERY_PROTOCOL_VERSION;
1008         version_req->protocol_version = PCI_PROTOCOL_VERSION_CURRENT;
1009         version_req->is_last_attempt = 1;
1010
1011         ret = vmbus_chan_send(hbus->sc->chan, VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND,
1012             VMBUS_CHANPKT_FLAG_RC, version_req, sizeof(*version_req),
1013             (uint64_t)(uintptr_t)&ctxt.pkt);
1014         if (ret)
1015                 goto out;
1016
1017         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1018
1019         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
1020                 device_printf(hbus->pcib,
1021                     "vmbus_pcib version negotiation failed: %x\n",
1022                     comp_pkt.completion_status);
1023                 ret = EPROTO;
1024         } else {
1025                 ret = 0;
1026         }
1027 out:
1028         free_completion(&comp_pkt.host_event);
1029         return (ret);
1030 }
1031
1032 /* Ask the host to send along the list of child devices */
1033 static int
1034 hv_pci_query_relations(struct hv_pcibus *hbus)
1035 {
1036         struct pci_message message;
1037         int ret;
1038
1039         message.type = PCI_QUERY_BUS_RELATIONS;
1040         ret = vmbus_chan_send(hbus->sc->chan, VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND, 0,
1041             &message, sizeof(message), 0);
1042         return (ret);
1043 }
1044
1045 static int
1046 hv_pci_enter_d0(struct hv_pcibus *hbus)
1047 {
1048         struct pci_bus_d0_entry *d0_entry;
1049         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1050         struct {
1051                 struct pci_packet pkt;
1052                 uint8_t buffer[sizeof(struct pci_bus_d0_entry)];
1053         } ctxt;
1054         int ret;
1055
1056         /*
1057          * Tell the host that the bus is ready to use, and moved into the
1058          * powered-on state.  This includes telling the host which region
1059          * of memory-mapped I/O space has been chosen for configuration space
1060          * access.
1061          */
1062         init_completion(&comp_pkt.host_event);
1063
1064         ctxt.pkt.completion_func = hv_pci_generic_compl;
1065         ctxt.pkt.compl_ctxt = &comp_pkt;
1066
1067         d0_entry = (struct pci_bus_d0_entry *)&ctxt.pkt.message;
1068         memset(d0_entry, 0, sizeof(*d0_entry));
1069         d0_entry->message_type.type = PCI_BUS_D0ENTRY;
1070         d0_entry->mmio_base = rman_get_start(hbus->cfg_res);
1071
1072         ret = vmbus_chan_send(hbus->sc->chan, VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND,
1073             VMBUS_CHANPKT_FLAG_RC, d0_entry, sizeof(*d0_entry),
1074             (uint64_t)(uintptr_t)&ctxt.pkt);
1075         if (ret)
1076                 goto out;
1077
1078         wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1079
1080         if (comp_pkt.completion_status < 0) {
1081                 device_printf(hbus->pcib, "vmbus_pcib failed to enable D0\n");
1082                 ret = EPROTO;
1083         } else {
1084                 ret = 0;
1085         }
1086
1087 out:
1088         free_completion(&comp_pkt.host_event);
1089         return (ret);
1090 }
1091
1092 /*
1093  * It looks this is only needed by Windows VM, but let's send the message too
1094  * just to make the host happy.
1095  */
1096 static int
1097 hv_send_resources_allocated(struct hv_pcibus *hbus)
1098 {
1099         struct pci_resources_assigned *res_assigned;
1100         struct hv_pci_compl comp_pkt;
1101         struct hv_pci_dev *hpdev;
1102         struct pci_packet *pkt;
1103         uint32_t wslot;
1104         int ret = 0;
1105
1106         pkt = malloc(sizeof(*pkt) + sizeof(*res_assigned),
1107             M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1108
1109         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
1110                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
1111                 if (!hpdev)
1112                         continue;
1113
1114                 init_completion(&comp_pkt.host_event);
1115
1116                 memset(pkt, 0, sizeof(*pkt) + sizeof(*res_assigned));
1117                 pkt->completion_func = hv_pci_generic_compl;
1118                 pkt->compl_ctxt = &comp_pkt;
1119
1120                 res_assigned = (struct pci_resources_assigned *)&pkt->message;
1121                 res_assigned->message_type.type = PCI_RESOURCES_ASSIGNED;
1122                 res_assigned->wslot.val = hpdev->desc.wslot.val;
1123
1124                 ret = vmbus_chan_send(hbus->sc->chan,
1125                     VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND, VMBUS_CHANPKT_FLAG_RC,
1126                     &pkt->message, sizeof(*res_assigned),
1127                     (uint64_t)(uintptr_t)pkt);
1128                 if (ret) {
1129                         free_completion(&comp_pkt.host_event);
1130                         break;
1131                 }
1132
1133                 wait_for_completion(&comp_pkt.host_event);
1134                 free_completion(&comp_pkt.host_event);
1135
1136                 if (comp_pkt.completion_status < 0) {
1137                         ret = EPROTO;
1138                         device_printf(hbus->pcib,
1139                             "failed to send PCI_RESOURCES_ASSIGNED\n");
1140                         break;
1141                 }
1142         }
1143
1144         free(pkt, M_DEVBUF);
1145         return (ret);
1146 }
1147
1148 static int
1149 hv_send_resources_released(struct hv_pcibus *hbus)
1150 {
1151         struct pci_child_message pkt;
1152         struct hv_pci_dev *hpdev;
1153         uint32_t wslot;
1154         int ret;
1155
1156         for (wslot = 0; wslot < 256; wslot++) {
1157                 hpdev = get_pcichild_wslot(hbus, wslot);
1158                 if (!hpdev)
1159                         continue;
1160
1161                 pkt.message_type.type = PCI_RESOURCES_RELEASED;
1162                 pkt.wslot.val = hpdev->desc.wslot.val;
1163
1164                 ret = vmbus_chan_send(hbus->sc->chan,
1165                     VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND, 0, &pkt, sizeof(pkt), 0);
1166                 if (ret)
1167                         return (ret);
1168         }
1169
1170         return (0);
1171 }
1172
1173 #define hv_cfg_read(x, s)                                               \
1174 static inline uint##x##_t hv_cfg_read_##s(struct hv_pcibus *bus,        \
1175     bus_size_t offset)                                                  \
1176 {                                                                       \
1177         return (bus_read_##s(bus->cfg_res, offset));                    \
1178 }
1179
1180 #define hv_cfg_write(x, s)                                              \
1181 static inline void hv_cfg_write_##s(struct hv_pcibus *bus,              \
1182     bus_size_t offset, uint##x##_t val)                                 \
1183 {                                                                       \
1184         return (bus_write_##s(bus->cfg_res, offset, val));              \
1185 }
1186
1187 hv_cfg_read(8, 1)
1188 hv_cfg_read(16, 2)
1189 hv_cfg_read(32, 4)
1190
1191 hv_cfg_write(8, 1)
1192 hv_cfg_write(16, 2)
1193 hv_cfg_write(32, 4)
1194
1195 static void
1196 _hv_pcifront_read_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where, int size,
1197     uint32_t *val)
1198 {
1199         struct hv_pcibus *hbus = hpdev->hbus;
1200         bus_size_t addr = CFG_PAGE_OFFSET + where;
1201
1202         /*
1203          * If the attempt is to read the IDs or the ROM BAR, simulate that.
1204          */
1205         if (where + size <= PCIR_COMMAND) {
1206                 memcpy(val, ((uint8_t *)&hpdev->desc.v_id) + where, size);
1207         } else if (where >= PCIR_REVID && where + size <=
1208                    PCIR_CACHELNSZ) {
1209                 memcpy(val, ((uint8_t *)&hpdev->desc.rev) + where -
1210                        PCIR_REVID, size);
1211         } else if (where >= PCIR_SUBVEND_0 && where + size <=
1212                    PCIR_BIOS) {
1213                 memcpy(val, (uint8_t *)&hpdev->desc.subsystem_id + where -
1214                        PCIR_SUBVEND_0, size);
1215         } else if (where >= PCIR_BIOS && where + size <=
1216                    PCIR_CAP_PTR) {
1217                 /* ROM BARs are unimplemented */
1218                 *val = 0;
1219         } else if ((where >= PCIR_INTLINE && where + size <=
1220                    PCIR_INTPIN) ||(where == PCIR_INTPIN && size == 1)) {
1221                 /*
1222                  * Interrupt Line and Interrupt PIN are hard-wired to zero
1223                  * because this front-end only supports message-signaled
1224                  * interrupts.
1225                  */
1226                 *val = 0;
1227         } else if (where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
1228                 mtx_lock(&hbus->config_lock);
1229
1230                 /* Choose the function to be read. */
1231                 hv_cfg_write_4(hbus, 0, hpdev->desc.wslot.val);
1232
1233                 /* Make sure the function was chosen before we start reading.*/
1234                 mb();
1235
1236                 /* Read from that function's config space. */
1237                 switch (size) {
1238                 case 1:
1239                         *((uint8_t *)val) = hv_cfg_read_1(hbus, addr);
1240                         break;
1241                 case 2:
1242                         *((uint16_t *)val) = hv_cfg_read_2(hbus, addr);
1243                         break;
1244                 default:
1245                         *((uint32_t *)val) = hv_cfg_read_4(hbus, addr);
1246                         break;
1247                 }
1248                 /*
1249                  * Make sure the write was done before we release the lock,
1250                  * allowing consecutive reads/writes.
1251                  */
1252                 mb();
1253
1254                 mtx_unlock(&hbus->config_lock);
1255         } else {
1256                 /* Invalid config read: it's unlikely to reach here. */
1257                 memset(val, 0, size);
1258         }
1259 }
1260
1261 static void
1262 _hv_pcifront_write_config(struct hv_pci_dev *hpdev, int where, int size,
1263     uint32_t val)
1264 {
1265         struct hv_pcibus *hbus = hpdev->hbus;
1266         bus_size_t addr = CFG_PAGE_OFFSET + where;
1267
1268         /* SSIDs and ROM BARs are read-only */
1269         if (where >= PCIR_SUBVEND_0 && where + size <= PCIR_CAP_PTR)
1270                 return;
1271
1272         if (where >= PCIR_COMMAND && where + size <= CFG_PAGE_SIZE) {
1273                 mtx_lock(&hbus->config_lock);
1274
1275                 /* Choose the function to be written. */
1276                 hv_cfg_write_4(hbus, 0, hpdev->desc.wslot.val);
1277
1278                 /* Make sure the function was chosen before we start writing.*/
1279                 wmb();
1280
1281                 /* Write to that function's config space. */
1282                 switch (size) {
1283                 case 1:
1284                         hv_cfg_write_1(hbus, addr, (uint8_t)val);
1285                         break;
1286                 case 2:
1287                         hv_cfg_write_2(hbus, addr, (uint16_t)val);
1288                         break;
1289                 default:
1290                         hv_cfg_write_4(hbus, addr, (uint32_t)val);
1291                         break;
1292                 }
1293
1294                 /*
1295                  * Make sure the write was done before we release the lock,
1296                  * allowing consecutive reads/writes.
1297                  */
1298                 mb();
1299
1300                 mtx_unlock(&hbus->config_lock);
1301         } else {
1302                 /* Invalid config write: it's unlikely to reach here. */
1303                 return;
1304         }
1305 }
1306
1307 static void
1308 vmbus_pcib_set_detaching(void *arg, int pending __unused)
1309 {
1310         struct hv_pcibus *hbus = arg;
1311
1312         atomic_set_int(&hbus->detaching, 1);
1313 }
1314
1315 static void
1316 vmbus_pcib_pre_detach(struct hv_pcibus *hbus)
1317 {
1318         struct task task;
1319
1320         TASK_INIT(&task, 0, vmbus_pcib_set_detaching, hbus);
1321
1322         /*
1323          * Make sure the channel callback won't push any possible new
1324          * PCI_BUS_RELATIONS and PCI_EJECT tasks to sc->taskq.
1325          */
1326         vmbus_chan_run_task(hbus->sc->chan, &task);
1327
1328         taskqueue_drain_all(hbus->sc->taskq);
1329 }
1330
1331
1332 /*
1333  * Standard probe entry point.
1334  *
1335  */
1336 static int
1337 vmbus_pcib_probe(device_t dev)
1338 {
1339         if (VMBUS_PROBE_GUID(device_get_parent(dev), dev,
1340             &g_pass_through_dev_type) == 0) {
1341                 device_set_desc(dev, "Hyper-V PCI Express Pass Through");
1342                 return (BUS_PROBE_DEFAULT);
1343         }
1344         return (ENXIO);
1345 }
1346
1347 /*
1348  * Standard attach entry point.
1349  *
1350  */
1351 static int
1352 vmbus_pcib_attach(device_t dev)
1353 {
1354         const int pci_ring_size = (4 * PAGE_SIZE);
1355         const struct hyperv_guid *inst_guid;
1356         struct vmbus_channel *channel;
1357         struct vmbus_pcib_softc *sc;
1358         struct hv_pcibus *hbus;
1359         int rid = 0;
1360         int ret;
1361
1362         hbus = malloc(sizeof(*hbus), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1363         hbus->pcib = dev;
1364
1365         channel = vmbus_get_channel(dev);
1366         inst_guid = vmbus_chan_guid_inst(channel);
1367         hbus->pci_domain = inst_guid->hv_guid[9] |
1368                           (inst_guid->hv_guid[8] << 8);
1369
1370         mtx_init(&hbus->config_lock, "hbcfg", NULL, MTX_DEF);
1371         mtx_init(&hbus->device_list_lock, "hbdl", NULL, MTX_DEF);
1372         TAILQ_INIT(&hbus->children);
1373         TAILQ_INIT(&hbus->dr_list);
1374
1375         hbus->cfg_res = bus_alloc_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, &rid,
1376             0, RM_MAX_END, PCI_CONFIG_MMIO_LENGTH,
1377             RF_ACTIVE | rman_make_alignment_flags(PAGE_SIZE));
1378
1379         if (!hbus->cfg_res) {
1380                 device_printf(dev, "failed to get resource for cfg window\n");
1381                 ret = ENXIO;
1382                 goto free_bus;
1383         }
1384
1385         sc = device_get_softc(dev);
1386         sc->chan = channel;
1387         sc->rx_buf = malloc(PCIB_PACKET_SIZE, M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1388         sc->hbus = hbus;
1389
1390         /*
1391          * The taskq is used to handle PCI_BUS_RELATIONS and PCI_EJECT
1392          * messages. NB: we can't handle the messages in the channel callback
1393          * directly, because the message handlers need to send new messages
1394          * to the host and waits for the host's completion messages, which
1395          * must also be handled by the channel callback.
1396          */
1397         sc->taskq = taskqueue_create("vmbus_pcib_tq", M_WAITOK,
1398             taskqueue_thread_enqueue, &sc->taskq);
1399         taskqueue_start_threads(&sc->taskq, 1, PI_NET, "vmbus_pcib_tq");
1400
1401         hbus->sc = sc;
1402
1403         init_completion(&hbus->query_completion);
1404         hbus->query_comp = &hbus->query_completion;
1405
1406         ret = vmbus_chan_open(sc->chan, pci_ring_size, pci_ring_size,
1407                 NULL, 0, vmbus_pcib_on_channel_callback, sc);
1408         if (ret)
1409                 goto free_res;
1410
1411         ret = hv_pci_protocol_negotiation(hbus);
1412         if (ret)
1413                 goto vmbus_close;
1414
1415         ret = hv_pci_query_relations(hbus);
1416         if (ret)
1417                 goto vmbus_close;
1418         wait_for_completion(hbus->query_comp);
1419
1420         ret = hv_pci_enter_d0(hbus);
1421         if (ret)
1422                 goto vmbus_close;
1423
1424         ret = hv_send_resources_allocated(hbus);
1425         if (ret)
1426                 goto vmbus_close;
1427
1428         hbus->pci_bus = device_add_child(dev, "pci", -1);
1429         if (!hbus->pci_bus) {
1430                 device_printf(dev, "failed to create pci bus\n");
1431                 ret = ENXIO;
1432                 goto vmbus_close;
1433         }
1434
1435         bus_generic_attach(dev);
1436
1437         hbus->state = hv_pcibus_installed;
1438
1439         return (0);
1440
1441 vmbus_close:
1442         vmbus_pcib_pre_detach(hbus);
1443         vmbus_chan_close(sc->chan);
1444 free_res:
1445         taskqueue_free(sc->taskq);
1446         free_completion(&hbus->query_completion);
1447         free(sc->rx_buf, M_DEVBUF);
1448         bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, hbus->cfg_res);
1449 free_bus:
1450         mtx_destroy(&hbus->device_list_lock);
1451         mtx_destroy(&hbus->config_lock);
1452         free(hbus, M_DEVBUF);
1453         return (ret);
1454 }
1455
1456 /*
1457  * Standard detach entry point
1458  */
1459 static int
1460 vmbus_pcib_detach(device_t dev)
1461 {
1462         struct vmbus_pcib_softc *sc = device_get_softc(dev);
1463         struct hv_pcibus *hbus = sc->hbus;
1464         struct pci_message teardown_packet;
1465         struct pci_bus_relations relations;
1466         int ret;
1467
1468         vmbus_pcib_pre_detach(hbus);
1469
1470         if (hbus->state == hv_pcibus_installed)
1471                 bus_generic_detach(dev);
1472
1473         /* Delete any children which might still exist. */
1474         memset(&relations, 0, sizeof(relations));
1475         hv_pci_devices_present(hbus, &relations);
1476
1477         ret = hv_send_resources_released(hbus);
1478         if (ret)
1479                 device_printf(dev, "failed to send PCI_RESOURCES_RELEASED\n");
1480
1481         teardown_packet.type = PCI_BUS_D0EXIT;
1482         ret = vmbus_chan_send(sc->chan, VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND, 0,
1483             &teardown_packet, sizeof(struct pci_message), 0);
1484         if (ret)
1485                 device_printf(dev, "failed to send PCI_BUS_D0EXIT\n");
1486
1487         taskqueue_drain_all(hbus->sc->taskq);
1488         vmbus_chan_close(sc->chan);
1489         taskqueue_free(sc->taskq);
1490
1491         free_completion(&hbus->query_completion);
1492         free(sc->rx_buf, M_DEVBUF);
1493         bus_release_resource(dev, SYS_RES_MEMORY, 0, hbus->cfg_res);
1494
1495         mtx_destroy(&hbus->device_list_lock);
1496         mtx_destroy(&hbus->config_lock);
1497         free(hbus, M_DEVBUF);
1498
1499         return (0);
1500 }
1501
1502 static int
1503 vmbus_pcib_read_ivar(device_t dev, device_t child, int which, uintptr_t *val)
1504 {
1505         struct vmbus_pcib_softc *sc = device_get_softc(dev);
1506
1507         switch (which) {
1508         case PCIB_IVAR_DOMAIN:
1509                 *val = sc->hbus->pci_domain;
1510                 return (0);
1511
1512         case PCIB_IVAR_BUS:
1513                 /* There is only bus 0. */
1514                 *val = 0;
1515                 return (0);
1516         }
1517         return (ENOENT);
1518 }
1519
1520 static int
1521 vmbus_pcib_write_ivar(device_t dev, device_t child, int which, uintptr_t val)
1522 {
1523         return (ENOENT);
1524 }
1525
1526 static struct resource *
1527 vmbus_pcib_alloc_resource(device_t dev, device_t child, int type, int *rid,
1528         rman_res_t start, rman_res_t end, rman_res_t count, u_int flags)
1529 {
1530         unsigned int bar_no;
1531         struct hv_pci_dev *hpdev;
1532         struct vmbus_pcib_softc *sc = device_get_softc(dev);
1533         struct resource *res;
1534         unsigned int devfn;
1535
1536         if (type == PCI_RES_BUS)
1537                 return (pci_domain_alloc_bus(sc->hbus->pci_domain, child, rid,
1538                     start, end, count, flags));
1539
1540         /* Devices with port I/O BAR are not supported. */
1541         if (type == SYS_RES_IOPORT)
1542                 return (NULL);
1543
1544         if (type == SYS_RES_MEMORY) {
1545                 devfn = PCI_DEVFN(pci_get_slot(child),
1546                     pci_get_function(child));
1547                 hpdev = get_pcichild_wslot(sc->hbus, devfn_to_wslot(devfn));
1548                 if (!hpdev)
1549                         return (NULL);
1550
1551                 bar_no = PCI_RID2BAR(*rid);
1552                 if (bar_no >= MAX_NUM_BARS)
1553                         return (NULL);
1554
1555                 /* Make sure a 32-bit BAR gets a 32-bit address */
1556                 if (!(hpdev->probed_bar[bar_no] & PCIM_BAR_MEM_64))
1557                         end = ulmin(end, 0xFFFFFFFF);
1558         }
1559
1560         res = bus_generic_alloc_resource(dev, child, type, rid,
1561                 start, end, count, flags);
1562         /*
1563          * If this is a request for a specific range, assume it is
1564          * correct and pass it up to the parent.
1565          */
1566         if (res == NULL && start + count - 1 == end)
1567                 res = bus_generic_alloc_resource(dev, child, type, rid,
1568                     start, end, count, flags);
1569         return (res);
1570 }
1571
1572 static int
1573 vmbus_pcib_release_resource(device_t dev, device_t child, int type, int rid,
1574     struct resource *r)
1575 {
1576         struct vmbus_pcib_softc *sc = device_get_softc(dev);
1577
1578         if (type == PCI_RES_BUS)
1579                 return (pci_domain_release_bus(sc->hbus->pci_domain, child,
1580                     rid, r));
1581
1582         if (type == SYS_RES_IOPORT)
1583                 return (EINVAL);
1584
1585         return (bus_generic_release_resource(dev, child, type, rid, r));
1586 }
1587
1588 #if __FreeBSD_version >= 1100000
1589 static int
1590 vmbus_pcib_get_cpus(device_t pcib, device_t dev, enum cpu_sets op,
1591     size_t setsize, cpuset_t *cpuset)
1592 {
1593         return (bus_get_cpus(pcib, op, setsize, cpuset));
1594 }
1595 #endif
1596
1597 static uint32_t
1598 vmbus_pcib_read_config(device_t dev, u_int bus, u_int slot, u_int func,
1599     u_int reg, int bytes)
1600 {
1601         struct vmbus_pcib_softc *sc = device_get_softc(dev);
1602         struct hv_pci_dev *hpdev;
1603         unsigned int devfn = PCI_DEVFN(slot, func);
1604         uint32_t data = 0;
1605
1606         KASSERT(bus == 0, ("bus should be 0, but is %u", bus));
1607
1608         hpdev = get_pcichild_wslot(sc->hbus, devfn_to_wslot(devfn));
1609         if (!hpdev)
1610                 return (~0);
1611
1612         _hv_pcifront_read_config(hpdev, reg, bytes, &data);
1613
1614         return (data);
1615 }
1616
1617 static void
1618 vmbus_pcib_write_config(device_t dev, u_int bus, u_int slot, u_int func,
1619     u_int reg, uint32_t data, int bytes)
1620 {
1621         struct vmbus_pcib_softc *sc = device_get_softc(dev);
1622         struct hv_pci_dev *hpdev;
1623         unsigned int devfn = PCI_DEVFN(slot, func);
1624
1625         KASSERT(bus == 0, ("bus should be 0, but is %u", bus));
1626
1627         hpdev = get_pcichild_wslot(sc->hbus, devfn_to_wslot(devfn));
1628         if (!hpdev)
1629                 return;
1630
1631         _hv_pcifront_write_config(hpdev, reg, bytes, data);
1632 }
1633
1634 static int
1635 vmbus_pcib_route_intr(device_t pcib, device_t dev, int pin)
1636 {
1637         /* We only support MSI/MSI-X and don't support INTx interrupt. */
1638         return (PCI_INVALID_IRQ);
1639 }
1640
1641 static int
1642 vmbus_pcib_alloc_msi(device_t pcib, device_t dev, int count,
1643     int maxcount, int *irqs)
1644 {
1645         return (PCIB_ALLOC_MSI(device_get_parent(pcib), dev, count, maxcount,
1646             irqs));
1647 }
1648
1649 static int
1650 vmbus_pcib_release_msi(device_t pcib, device_t dev, int count, int *irqs)
1651 {
1652         return (PCIB_RELEASE_MSI(device_get_parent(pcib), dev, count, irqs));
1653 }
1654
1655 static int
1656 vmbus_pcib_alloc_msix(device_t pcib, device_t dev, int *irq)
1657 {
1658         return (PCIB_ALLOC_MSIX(device_get_parent(pcib), dev, irq));
1659 }
1660
1661 static int
1662 vmbus_pcib_release_msix(device_t pcib, device_t dev, int irq)
1663 {
1664         return (PCIB_RELEASE_MSIX(device_get_parent(pcib), dev, irq));
1665 }
1666
1667 #define MSI_INTEL_ADDR_DEST     0x000ff000
1668 #define MSI_INTEL_DATA_INTVEC   IOART_INTVEC    /* Interrupt vector. */
1669 #define MSI_INTEL_DATA_DELFIXED IOART_DELFIXED
1670
1671 static int
1672 vmbus_pcib_map_msi(device_t pcib, device_t child, int irq,
1673     uint64_t *addr, uint32_t *data)
1674 {
1675         unsigned int devfn;
1676         struct hv_pci_dev *hpdev;
1677
1678         uint64_t v_addr;
1679         uint32_t v_data;
1680         struct hv_irq_desc *hid, *tmp_hid;
1681         unsigned int cpu, vcpu_id;
1682         unsigned int vector;
1683
1684         struct vmbus_pcib_softc *sc = device_get_softc(pcib);
1685         struct pci_create_interrupt *int_pkt;
1686         struct compose_comp_ctxt comp;
1687         struct {
1688                 struct pci_packet pkt;
1689                 uint8_t buffer[sizeof(struct pci_create_interrupt)];
1690         } ctxt;
1691
1692         int ret;
1693
1694         devfn = PCI_DEVFN(pci_get_slot(child), pci_get_function(child));
1695         hpdev = get_pcichild_wslot(sc->hbus, devfn_to_wslot(devfn));
1696         if (!hpdev)
1697                 return (ENOENT);
1698
1699         ret = PCIB_MAP_MSI(device_get_parent(pcib), child, irq,
1700             &v_addr, &v_data);
1701         if (ret)
1702                 return (ret);
1703
1704         TAILQ_FOREACH_SAFE(hid, &hpdev->irq_desc_list, link, tmp_hid) {
1705                 if (hid->irq == irq) {
1706                         TAILQ_REMOVE(&hpdev->irq_desc_list, hid, link);
1707                         hv_int_desc_free(hpdev, hid);
1708                         break;
1709                 }
1710         }
1711
1712         cpu = (v_addr & MSI_INTEL_ADDR_DEST) >> 12;
1713         vcpu_id = VMBUS_GET_VCPU_ID(device_get_parent(pcib), pcib, cpu);
1714         vector = v_data & MSI_INTEL_DATA_INTVEC;
1715
1716         init_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1717
1718         memset(&ctxt, 0, sizeof(ctxt));
1719         ctxt.pkt.completion_func = hv_pci_compose_compl;
1720         ctxt.pkt.compl_ctxt = &comp;
1721
1722         int_pkt = (struct pci_create_interrupt *)&ctxt.pkt.message;
1723         int_pkt->message_type.type = PCI_CREATE_INTERRUPT_MESSAGE;
1724         int_pkt->wslot.val = hpdev->desc.wslot.val;
1725         int_pkt->int_desc.vector = vector;
1726         int_pkt->int_desc.vector_count = 1;
1727         int_pkt->int_desc.delivery_mode = MSI_INTEL_DATA_DELFIXED;
1728         int_pkt->int_desc.cpu_mask = 1ULL << vcpu_id;
1729
1730         ret = vmbus_chan_send(sc->chan, VMBUS_CHANPKT_TYPE_INBAND,
1731             VMBUS_CHANPKT_FLAG_RC, int_pkt, sizeof(*int_pkt),
1732             (uint64_t)(uintptr_t)&ctxt.pkt);
1733         if (ret) {
1734                 free_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1735                 return (ret);
1736         }
1737
1738         wait_for_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1739         free_completion(&comp.comp_pkt.host_event);
1740
1741         if (comp.comp_pkt.completion_status < 0)
1742                 return (EPROTO);
1743
1744         *addr = comp.int_desc.address;
1745         *data = comp.int_desc.data;
1746
1747         hid = malloc(sizeof(struct hv_irq_desc), M_DEVBUF, M_WAITOK | M_ZERO);
1748         hid->irq = irq;
1749         hid->desc = comp.int_desc;
1750         TAILQ_INSERT_TAIL(&hpdev->irq_desc_list, hid, link);
1751
1752         return (0);
1753 }
1754
1755 static device_method_t vmbus_pcib_methods[] = {
1756         /* Device interface */
1757         DEVMETHOD(device_probe,         vmbus_pcib_probe),
1758         DEVMETHOD(device_attach,        vmbus_pcib_attach),
1759         DEVMETHOD(device_detach,        vmbus_pcib_detach),
1760         DEVMETHOD(device_shutdown,      bus_generic_shutdown),
1761         DEVMETHOD(device_suspend,       bus_generic_suspend),
1762         DEVMETHOD(device_resume,        bus_generic_resume),
1763
1764         /* Bus interface */
1765         DEVMETHOD(bus_read_ivar,                vmbus_pcib_read_ivar),
1766         DEVMETHOD(bus_write_ivar,               vmbus_pcib_write_ivar),
1767         DEVMETHOD(bus_alloc_resource,           vmbus_pcib_alloc_resource),
1768         DEVMETHOD(bus_release_resource,         vmbus_pcib_release_resource),
1769         DEVMETHOD(bus_activate_resource,   bus_generic_activate_resource),
1770         DEVMETHOD(bus_deactivate_resource, bus_generic_deactivate_resource),
1771         DEVMETHOD(bus_setup_intr,          bus_generic_setup_intr),
1772         DEVMETHOD(bus_teardown_intr,       bus_generic_teardown_intr),
1773 #if __FreeBSD_version >= 1100000
1774         DEVMETHOD(bus_get_cpus,                 vmbus_pcib_get_cpus),
1775 #endif
1776
1777         /* pcib interface */
1778         DEVMETHOD(pcib_maxslots,                pcib_maxslots),
1779         DEVMETHOD(pcib_read_config,             vmbus_pcib_read_config),
1780         DEVMETHOD(pcib_write_config,            vmbus_pcib_write_config),
1781         DEVMETHOD(pcib_route_interrupt,         vmbus_pcib_route_intr),
1782         DEVMETHOD(pcib_alloc_msi,               vmbus_pcib_alloc_msi),
1783         DEVMETHOD(pcib_release_msi,             vmbus_pcib_release_msi),
1784         DEVMETHOD(pcib_alloc_msix,              vmbus_pcib_alloc_msix),
1785         DEVMETHOD(pcib_release_msix,            vmbus_pcib_release_msix),
1786         DEVMETHOD(pcib_map_msi,                 vmbus_pcib_map_msi),
1787         DEVMETHOD(pcib_request_feature,         pcib_request_feature_allow),
1788
1789         DEVMETHOD_END
1790 };
1791
1792 static devclass_t pcib_devclass;
1793
1794 DEFINE_CLASS_0(pcib, vmbus_pcib_driver, vmbus_pcib_methods,
1795                 sizeof(struct vmbus_pcib_softc));
1796 DRIVER_MODULE(vmbus_pcib, vmbus, vmbus_pcib_driver, pcib_devclass, 0, 0);
1797 MODULE_DEPEND(vmbus_pcib, vmbus, 1, 1, 1);
1798 MODULE_DEPEND(vmbus_pcib, pci, 1, 1, 1);
1799
1800 #endif /* NEW_PCIB */