atheros-disallow-retrain-nongen1-pcie.patch

   1 From mboxrd@z Thu Jan  1 00:00:00 1970
   2 Return-Path: <linux-pci-owner@kernel.org>
   3 X-Spam-Checker-Version: SpamAssassin 3.4.0 (2014-02-07) on
   4         aws-us-west-2-korg-lkml-1.web.codeaurora.org
   5 X-Spam-Level:
   6 X-Spam-Status: No, score=-19.7 required=3.0 tests=BAYES_00,DKIMWL_WL_HIGH,
   7         DKIM_SIGNED,DKIM_VALID,DKIM_VALID_AU,INCLUDES_CR_TRAILER,INCLUDES_PATCH,
   8         MAILING_LIST_MULTI,SPF_HELO_NONE,SPF_PASS,URIBL_BLOCKED,USER_AGENT_GIT
   9         autolearn=unavailable autolearn_force=no version=3.4.0
  10 Received: from mail.kernel.org (mail.kernel.org [198.145.29.99])
  11         by smtp.lore.kernel.org (Postfix) with ESMTP id 5293AC433ED
  12         for <linux-pci@archiver.kernel.org>; Wed,  5 May 2021 16:46:38 +0000 (UTC)
  13 Received: from vger.kernel.org (vger.kernel.org [23.128.96.18])
  14         by mail.kernel.org (Postfix) with ESMTP id 336FB613BE
  15         for <linux-pci@archiver.kernel.org>; Wed,  5 May 2021 16:46:38 +0000 (UTC)
  16 Received: (majordomo@vger.kernel.org) by vger.kernel.org via listexpand
  17         id S236089AbhEEQrX (ORCPT <rfc822;linux-pci@archiver.kernel.org>);
  18         Wed, 5 May 2021 12:47:23 -0400
  19 Received: from mail.kernel.org ([198.145.29.99]:39944 "EHLO mail.kernel.org"
  20         rhost-flags-OK-OK-OK-OK) by vger.kernel.org with ESMTP
  21         id S235175AbhEEQn0 (ORCPT <rfc822;linux-pci@vger.kernel.org>);
  22         Wed, 5 May 2021 12:43:26 -0400
  23 Received: by mail.kernel.org (Postfix) with ESMTPSA id 7196361879;
  24         Wed,  5 May 2021 16:35:00 +0000 (UTC)
  25 DKIM-Signature: v=1; a=rsa-sha256; c=relaxed/simple; d=kernel.org;
  26         s=k20201202; t=1620232500;
  27         bh=fPfmCTyAQD8PT6TZkO8THxra9rEY81AdAkfBo+IZ5tU=;
  28         h=From:To:Cc:Subject:Date:In-Reply-To:References:From;
  29         b=GGQEKTJt6sQkhGf+9veu8zkPNAFhEHpim85V7tVqJPqB4sraqNoIP0BWX1keInmv1
  30          ZKmmiJG5OUg5J9Es8W0iw0yQNPVmz34gbFy4b/BRUc7EKu46CVXeOvY7+dX1ivCaHW
  31          ikKmjPxAXiMqLH3vRNqoFgDWvRRAhatZ2B9XuscrV7BPfXufja4ykhb29irvNL2akj
  32          Hc4a6H7NHXnuVMvnnogfrZDleFUOYf/BVnamTiRmKRbnoBOWJPt6XCS+yoB5gVy3H7
  33          /pzDotZdZ51NWdc/HzZfBT+40TkFWyD6fV5hW9V0Yi5BVVD/2LZDvbLecJkOQJfTqD
  34          +rF2SH3dN0A9Q==
  35 Received: by pali.im (Postfix)
  36         id 09BEF79D; Wed,  5 May 2021 18:34:57 +0200 (CEST)
  37 From:   =?UTF-8?q?Pali=20Roh=C3=A1r?= <pali@kernel.org>
  38 To:     Bjorn Helgaas <bhelgaas@google.com>,
  39         Kalle Valo <kvalo@codeaurora.org>,
  40         =?UTF-8?q?Toke=20H=C3=B8iland-J=C3=B8rgensen?= <toke@redhat.com>,
  41         =?UTF-8?q?Marek=20Beh=C3=BAn?= <kabel@kernel.org>,
  42         =?UTF-8?q?Krzysztof=20Wilczy=C5=84ski?= <kw@linux.com>
  43 Cc:     vtolkm@gmail.com, Rob Herring <robh@kernel.org>,
  44         Ilias Apalodimas <ilias.apalodimas@linaro.org>,
  45         Thomas Petazzoni <thomas.petazzoni@bootlin.com>,
  46         linux-pci@vger.kernel.org, ath10k@lists.infradead.org,
  47         linux-wireless@vger.kernel.org, linux-kernel@vger.kernel.org
  48 Subject: [PATCH v3] PCI: Disallow retraining link for Atheros chips on non-Gen1 PCIe bridges
  49 Date:   Wed,  5 May 2021 18:33:57 +0200
  50 Message-Id: <20210505163357.16012-1-pali@kernel.org>
  51 X-Mailer: git-send-email 2.20.1
  52 In-Reply-To: <20210326124326.21163-1-pali@kernel.org>
  53 References: <20210326124326.21163-1-pali@kernel.org>
  54 MIME-Version: 1.0
  55 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
  56 Content-Transfer-Encoding: 8bit
  57 Precedence: bulk
  58 List-ID: <linux-pci.vger.kernel.org>
  59 X-Mailing-List: linux-pci@vger.kernel.org
  60
  61 Atheros AR9xxx and QCA9xxx chips have behaviour issues not only after a
  62 bus reset, but also after doing retrain link, if PCIe bridge is not in
  63 GEN1 mode (at 2.5 GT/s speed):
  64
  65 - QCA9880 and QCA9890 chips throw a Link Down event and completely
  66   disappear from the bus and their config space is not accessible
  67   afterwards.
  68
  69 - QCA9377 chip throws a Link Down event followed by Link Up event, the
  70   config space is accessible and PCI device ID is correct. But trying to
  71   access chip's I/O space causes Uncorrected (Non-Fatal) AER error,
  72   followed by Synchronous external abort 96000210 and Segmentation fault
  73   of insmod while loading ath10k_pci.ko module.
  74
  75 - AR9390 chip throws a Link Down event followed by Link Up event, config
  76   space is accessible, but contains nonsense values. PCI device ID is
  77   0xABCD which indicates HW bug that chip itself was not able to read
  78   values from internal EEPROM/OTP.
  79
  80 - AR9287 chip throws also Link Down and Link Up events, also has
  81   accessible config space containing correct values. But ath9k driver
  82   fails to initialize card from this state as it is unable to access HW
  83   registers. This also indicates that the chip iself is not able to read
  84   values from internal EEPROM/OTP.
  85
  86 These issues related to PCI device ID 0xABCD and to reading internal
  87 EEPROM/OTP were previously discussed at ath9k-devel mailing list in
  88 following thread:
  89
  90   https://www.mail-archive.com/ath9k-devel@lists.ath9k.org/msg07529.html
  91
  92 After experiments we've come up with a solution: it seems that Retrain
  93 link can be called only when using GEN1 PCIe bridge or when PCIe bridge
  94 link speed is forced to 2.5 GT/s. Applying this workaround fixes all
  95 mentioned cards.
  96
  97 This issue was reproduced with more cards:
  98 - Compex WLE900VX (QCA9880 based / device ID 0x003c)
  99 - QCNFA435 (QCA9377 based / device ID 0x0042)
 100 - Compex WLE200NX (AR9287 based / device ID 0x002e)
 101 - "noname" card (QCA9890 based / device ID 0x003c)
 102 - Wistron NKR-DNXAH1 (AR9390 based / device ID 0x0030)
 103 on Armada 385 with pci-mvebu.c driver and also on Armada 3720 with
 104 pci-aardvark.c driver.
 105
 106 To workaround this issue, this change introduces a new PCI quirk called
 107 PCI_DEV_FLAGS_NO_RETRAIN_LINK_WHEN_NOT_GEN1, which is enabled for all
 108 Atheros chips with PCI_DEV_FLAGS_NO_BUS_RESET quirk, and also for Atheros
 109 chip AR9287.
 110
 111 When this quirk is set, kernel disallows triggering PCI_EXP_LNKCTL_RL
 112 bit in config space of PCIe Bridge in the case when PCIe Bridge is
 113 capable of higher speed than 2.5 GT/s and this higher speed is already
 114 allowed. When PCIe Bridge has accessible LNKCTL2 register, we try to
 115 force target link speed to 2.5 GT/s. After this change it is possible
 116 to trigger PCI_EXP_LNKCTL_RL bit without issues.
 117
 118 Currently only PCIe ASPM kernel code triggers this PCI_EXP_LNKCTL_RL bit,
 119 so quirk check is added only into pcie/aspm.c file.
 120
 121 Signed-off-by: Pali Rohár <pali@kernel.org>
 122 Reported-by: Toke Høiland-Jørgensen <toke@redhat.com>
 123 Tested-by: Toke Høiland-Jørgensen <toke@redhat.com>
 124 Tested-by: Marek Behún <kabel@kernel.org>
 125 BugLink: https://lore.kernel.org/linux-pci/87h7l8axqp.fsf@toke.dk/
 126 BugLink: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=84821
 127 BugLink: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=192441
 128 BugLink: https://bugzilla.kernel.org/show_bug.cgi?id=209833
 129 Cc: stable@vger.kernel.org # c80851f6ce63a ("PCI: Add PCI_EXP_LNKCTL2_TLS* macros")
 130
 131 ---
 132 Changes since v1:
 133 * Move whole quirk code into pcie_downgrade_link_to_gen1() function
 134 * Reformat to 80 chars per line where possible
 135 * Add quirk also for cards with AR9287 chip (PCI ID 0x002e)
 136 * Extend commit message description and add information about 0xABCD
 137
 138 Changes since v2:
 139 * Add quirk also for Atheros QCA9377 chip
 140 ---
 141  drivers/pci/pcie/aspm.c | 44 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
 142  drivers/pci/quirks.c    | 39 ++++++++++++++++++++++++++++--------
 143  include/linux/pci.h     |  2 ++
 144  3 files changed, 77 insertions(+), 8 deletions(-)
 145
 146 diff --git a/drivers/pci/pcie/aspm.c b/drivers/pci/pcie/aspm.c
 147 index ac0557a305af..729b0389562b 100644
 148 --- a/drivers/pci/pcie/aspm.c
 149 +++ b/drivers/pci/pcie/aspm.c
 150 @@ -192,12 +192,56 @@ static void pcie_clkpm_cap_init(struct pcie_link_state *link, int blacklist)
 151         link->clkpm_disable = blacklist ? 1 : 0;
 152  }
 153
 154 +static int pcie_downgrade_link_to_gen1(struct pci_dev *parent)
 155 +{
 156 +       u16 reg16;
 157 +       u32 reg32;
 158 +       int ret;
 159 +
 160 +       /* Check if link is capable of higher speed than 2.5 GT/s */
 161 +       pcie_capability_read_dword(parent, PCI_EXP_LNKCAP, &reg32);
 162 +       if ((reg32 & PCI_EXP_LNKCAP_SLS) <= PCI_EXP_LNKCAP_SLS_2_5GB)
 163 +               return 0;
 164 +
 165 +       /* Check if link speed can be downgraded to 2.5 GT/s */
 166 +       pcie_capability_read_dword(parent, PCI_EXP_LNKCAP2, &reg32);
 167 +       if (!(reg32 & PCI_EXP_LNKCAP2_SLS_2_5GB)) {
 168 +               pci_err(parent, "ASPM: Bridge does not support changing Link Speed to 2.5 GT/s\n");
 169 +               return -EOPNOTSUPP;
 170 +       }
 171 +
 172 +       /* Force link speed to 2.5 GT/s */
 173 +       ret = pcie_capability_clear_and_set_word(parent, PCI_EXP_LNKCTL2,
 174 +                                                PCI_EXP_LNKCTL2_TLS,
 175 +                                                PCI_EXP_LNKCTL2_TLS_2_5GT);
 176 +       if (!ret) {
 177 +               /* Verify that new value was really set */
 178 +               pcie_capability_read_word(parent, PCI_EXP_LNKCTL2, &reg16);
 179 +               if ((reg16 & PCI_EXP_LNKCTL2_TLS) != PCI_EXP_LNKCTL2_TLS_2_5GT)
 180 +                       ret = -EINVAL;
 181 +       }
 182 +
 183 +       if (ret) {
 184 +               pci_err(parent, "ASPM: Changing Target Link Speed to 2.5 GT/s failed: %d\n", ret);
 185 +               return ret;
 186 +       }
 187 +
 188 +       pci_info(parent, "ASPM: Target Link Speed changed to 2.5 GT/s due to quirk\n");
 189 +       return 0;
 190 +}
 191 +
 192  static bool pcie_retrain_link(struct pcie_link_state *link)
 193  {
 194         struct pci_dev *parent = link->pdev;
 195         unsigned long end_jiffies;
 196         u16 reg16;
 197
 198 +       if ((link->downstream->dev_flags & PCI_DEV_FLAGS_NO_RETRAIN_LINK_WHEN_NOT_GEN1) &&
 199 +           pcie_downgrade_link_to_gen1(parent)) {
 200 +               pci_err(parent, "ASPM: Retrain Link at higher speed is disallowed by quirk\n");
 201 +               return false;
 202 +       }
 203 +
 204         pcie_capability_read_word(parent, PCI_EXP_LNKCTL, &reg16);
 205         reg16 |= PCI_EXP_LNKCTL_RL;
 206         pcie_capability_write_word(parent, PCI_EXP_LNKCTL, reg16);
 207 diff --git a/drivers/pci/quirks.c b/drivers/pci/quirks.c
 208 index 653660e3ba9e..4999ad9d08b8 100644
 209 --- a/drivers/pci/quirks.c
 210 +++ b/drivers/pci/quirks.c
 211 @@ -3553,31 +3553,55 @@ static void mellanox_check_broken_intx_masking(struct pci_dev *pdev)
 212         dev->dev_flags |= PCI_DEV_FLAGS_NO_BUS_RESET;
 213  }
 214
 215 +static void quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link(struct pci_dev *dev)
 216 +{
 217 +       dev->dev_flags |= PCI_DEV_FLAGS_NO_BUS_RESET |
 218 +                         PCI_DEV_FLAGS_NO_RETRAIN_LINK_WHEN_NOT_GEN1;
 219 +}
 220 +
 221  /*
 222   * Some NVIDIA GPU devices do not work with bus reset, SBR needs to be
 223   * prevented for those affected devices.
 224   */
 225  static void quirk_nvidia_no_bus_reset(struct pci_dev *dev)
 226  {
 227         if ((dev->device & 0xffc0) == 0x2340)
 228                 quirk_no_bus_reset(dev);
 229  }
 230  DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_NVIDIA, PCI_ANY_ID,
 231                          quirk_nvidia_no_bus_reset);
 232
 233  /*
 234 - * Some Atheros AR9xxx and QCA988x chips do not behave after a bus reset.
 235 + * Atheros AR9xxx and QCA9xxx chips do not behave after a bus reset and also
 236 + * after retrain link when PCIe bridge is not in GEN1 mode at 2.5 GT/s speed.
 237   * The device will throw a Link Down error on AER-capable systems and
 238   * regardless of AER, config space of the device is never accessible again
 239   * and typically causes the system to hang or reset when access is attempted.
 240 + * Or if config space is accessible again then it contains only dummy values
 241 + * like fixed PCI device ID 0xABCD or values not initialized at all.
 242 + * Retrain link can be called only when using GEN1 PCIe bridge or when
 243 + * PCIe bridge has forced link speed to 2.5 GT/s via PCI_EXP_LNKCTL2 register.
 244 + * To reset these cards it is required to do PCIe Warm Reset via PERST# pin.
 245   * https://lore.kernel.org/r/20140923210318.498dacbd@dualc.maya.org/
 246 + * https://lore.kernel.org/r/87h7l8axqp.fsf@toke.dk/
 247 + * https://www.mail-archive.com/ath9k-devel@lists.ath9k.org/msg07529.html
 248   */
 249 -DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0030, quirk_no_bus_reset);
 250 -DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0032, quirk_no_bus_reset);
 251 -DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x003c, quirk_no_bus_reset);
 252 -DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0033, quirk_no_bus_reset);
 253 -DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0034, quirk_no_bus_reset);
 254 -DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x003e, quirk_no_bus_reset);
 255 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x002e,
 256 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 257 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0030,
 258 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 259 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0032,
 260 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 261 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0033,
 262 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 263 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0034,
 264 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 265 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x003c,
 266 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 267 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x003e,
 268 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 269 +DECLARE_PCI_FIXUP_HEADER(PCI_VENDOR_ID_ATHEROS, 0x0042,
 270 +                        quirk_no_bus_reset_and_no_retrain_link);
 271
 272  /*
 273   * Root port on some Cavium CN8xxx chips do not successfully complete a bus
 274 diff --git a/include/linux/pci.h b/include/linux/pci.h
 275 index 86c799c97b77..fdbf7254e4ab 100644
 276 --- a/include/linux/pci.h
 277 +++ b/include/linux/pci.h
 278 @@ -227,6 +227,8 @@ enum pci_dev_flags {
 279         PCI_DEV_FLAGS_NO_RELAXED_ORDERING = (__force pci_dev_flags_t) (1 << 11),
 280         /* Device does honor MSI masking despite saying otherwise */
 281         PCI_DEV_FLAGS_HAS_MSI_MASKING = (__force pci_dev_flags_t) (1 << 12),
 282 +       /* Don't Retrain Link for device when bridge is not in GEN1 mode */
 283 +       PCI_DEV_FLAGS_NO_RETRAIN_LINK_WHEN_NOT_GEN1 = (__force pci_dev_flags_t) (1 << 12),
 284  };
 285
 286  enum pci_irq_reroute_variant {
 287 --
 288 2.20.1
 289
 290