drivers/vfio/pci/vfio_pci.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2012 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
   4  *     Author: Alex Williamson <[email protected]>
   5  *
   6  * Derived from original vfio:
   7  * Copyright 2010 Cisco Systems, Inc.  All rights reserved.
   8  * Author: Tom Lyon, [email protected]
   9  */
  10
  11 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  12
  13 #include <linux/device.h>
  14 #include <linux/eventfd.h>
  15 #include <linux/file.h>
  16 #include <linux/interrupt.h>
  17 #include <linux/iommu.h>
  18 #include <linux/module.h>
  19 #include <linux/mutex.h>
  20 #include <linux/notifier.h>
  21 #include <linux/pci.h>
  22 #include <linux/pm_runtime.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/types.h>
  25 #include <linux/uaccess.h>
  26 #include <linux/vfio.h>
  27 #include <linux/vgaarb.h>
  28 #include <linux/nospec.h>
  29 #include <linux/sched/mm.h>
  30
  31 #include "vfio_pci_private.h"
  32
  33 #define DRIVER_VERSION  "0.2"
  34 #define DRIVER_AUTHOR   "Alex Williamson <[email protected]>"
  35 #define DRIVER_DESC     "VFIO PCI - User Level meta-driver"
  36
  37 static char ids[1024] __initdata;
  38 module_param_string(ids, ids, sizeof(ids), 0);
  39 MODULE_PARM_DESC(ids, "Initial PCI IDs to add to the vfio driver, format is \"vendor:device[:subvendor[:subdevice[:class[:class_mask]]]]\" and multiple comma separated entries can be specified");
  40
  41 static bool nointxmask;
  42 module_param_named(nointxmask, nointxmask, bool, S_IRUGO | S_IWUSR);
  43 MODULE_PARM_DESC(nointxmask,
  44                   "Disable support for PCI 2.3 style INTx masking.  If this resolves problems for specific devices, report lspci -vvvxxx to [email protected] so the device can be fixed automatically via the broken_intx_masking flag.");
  45
  46 #ifdef CONFIG_VFIO_PCI_VGA
  47 static bool disable_vga;
  48 module_param(disable_vga, bool, S_IRUGO);
  49 MODULE_PARM_DESC(disable_vga, "Disable VGA resource access through vfio-pci");
  50 #endif
  51
  52 static bool disable_idle_d3;
  53 module_param(disable_idle_d3, bool, S_IRUGO | S_IWUSR);
  54 MODULE_PARM_DESC(disable_idle_d3,
  55                  "Disable using the PCI D3 low power state for idle, unused devices");
  56
  57 static bool enable_sriov;
  58 #ifdef CONFIG_PCI_IOV
  59 module_param(enable_sriov, bool, 0644);
  60 MODULE_PARM_DESC(enable_sriov, "Enable support for SR-IOV configuration.  Enabling SR-IOV on a PF typically requires support of the userspace PF driver, enabling VFs without such support may result in non-functional VFs or PF.");
  61 #endif
  62
  63 static inline bool vfio_vga_disabled(void)
  64 {
  65 #ifdef CONFIG_VFIO_PCI_VGA
  66         return disable_vga;
  67 #else
  68         return true;
  69 #endif
  70 }
  71
  72 /*
  73  * Our VGA arbiter participation is limited since we don't know anything
  74  * about the device itself.  However, if the device is the only VGA device
  75  * downstream of a bridge and VFIO VGA support is disabled, then we can
  76  * safely return legacy VGA IO and memory as not decoded since the user
  77  * has no way to get to it and routing can be disabled externally at the
  78  * bridge.
  79  */
  80 static unsigned int vfio_pci_set_vga_decode(void *opaque, bool single_vga)
  81 {
  82         struct vfio_pci_device *vdev = opaque;
  83         struct pci_dev *tmp = NULL, *pdev = vdev->pdev;
  84         unsigned char max_busnr;
  85         unsigned int decodes;
  86
  87         if (single_vga || !vfio_vga_disabled() || pci_is_root_bus(pdev->bus))
  88                 return VGA_RSRC_NORMAL_IO | VGA_RSRC_NORMAL_MEM |
  89                        VGA_RSRC_LEGACY_IO | VGA_RSRC_LEGACY_MEM;
  90
  91         max_busnr = pci_bus_max_busnr(pdev->bus);
  92         decodes = VGA_RSRC_NORMAL_IO | VGA_RSRC_NORMAL_MEM;
  93
  94         while ((tmp = pci_get_class(PCI_CLASS_DISPLAY_VGA << 8, tmp)) != NULL) {
  95                 if (tmp == pdev ||
  96                     pci_domain_nr(tmp->bus) != pci_domain_nr(pdev->bus) ||
  97                     pci_is_root_bus(tmp->bus))
  98                         continue;
  99
 100                 if (tmp->bus->number >= pdev->bus->number &&
 101                     tmp->bus->number <= max_busnr) {
 102                         pci_dev_put(tmp);
 103                         decodes |= VGA_RSRC_LEGACY_IO | VGA_RSRC_LEGACY_MEM;
 104                         break;
 105                 }
 106         }
 107
 108         return decodes;
 109 }
 110
 111 static inline bool vfio_pci_is_vga(struct pci_dev *pdev)
 112 {
 113         return (pdev->class >> 8) == PCI_CLASS_DISPLAY_VGA;
 114 }
 115
 116 static void vfio_pci_probe_mmaps(struct vfio_pci_device *vdev)
 117 {
 118         struct resource *res;
 119         int i;
 120         struct vfio_pci_dummy_resource *dummy_res;
 121
 122         INIT_LIST_HEAD(&vdev->dummy_resources_list);
 123
 124         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
 125                 int bar = i + PCI_STD_RESOURCES;
 126
 127                 res = &vdev->pdev->resource[bar];
 128
 129                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_MMAP))
 130                         goto no_mmap;
 131
 132                 if (!(res->flags & IORESOURCE_MEM))
 133                         goto no_mmap;
 134
 135                 /*
 136                  * The PCI core shouldn't set up a resource with a
 137                  * type but zero size. But there may be bugs that
 138                  * cause us to do that.
 139                  */
 140                 if (!resource_size(res))
 141                         goto no_mmap;
 142
 143                 if (resource_size(res) >= PAGE_SIZE) {
 144                         vdev->bar_mmap_supported[bar] = true;
 145                         continue;
 146                 }
 147
 148                 if (!(res->start & ~PAGE_MASK)) {
 149                         /*
 150                          * Add a dummy resource to reserve the remainder
 151                          * of the exclusive page in case that hot-add
 152                          * device's bar is assigned into it.
 153                          */
 154                         dummy_res = kzalloc(sizeof(*dummy_res), GFP_KERNEL);
 155                         if (dummy_res == NULL)
 156                                 goto no_mmap;
 157
 158                         dummy_res->resource.name = "vfio sub-page reserved";
 159                         dummy_res->resource.start = res->end + 1;
 160                         dummy_res->resource.end = res->start + PAGE_SIZE - 1;
 161                         dummy_res->resource.flags = res->flags;
 162                         if (request_resource(res->parent,
 163                                                 &dummy_res->resource)) {
 164                                 kfree(dummy_res);
 165                                 goto no_mmap;
 166                         }
 167                         dummy_res->index = bar;
 168                         list_add(&dummy_res->res_next,
 169                                         &vdev->dummy_resources_list);
 170                         vdev->bar_mmap_supported[bar] = true;
 171                         continue;
 172                 }
 173                 /*
 174                  * Here we don't handle the case when the BAR is not page
 175                  * aligned because we can't expect the BAR will be
 176                  * assigned into the same location in a page in guest
 177                  * when we passthrough the BAR. And it's hard to access
 178                  * this BAR in userspace because we have no way to get
 179                  * the BAR's location in a page.
 180                  */
 181 no_mmap:
 182                 vdev->bar_mmap_supported[bar] = false;
 183         }
 184 }
 185
 186 static void vfio_pci_try_bus_reset(struct vfio_pci_device *vdev);
 187 static void vfio_pci_disable(struct vfio_pci_device *vdev);
 188 static int vfio_pci_try_zap_and_vma_lock_cb(struct pci_dev *pdev, void *data);
 189
 190 /*
 191  * INTx masking requires the ability to disable INTx signaling via PCI_COMMAND
 192  * _and_ the ability detect when the device is asserting INTx via PCI_STATUS.
 193  * If a device implements the former but not the latter we would typically
 194  * expect broken_intx_masking be set and require an exclusive interrupt.
 195  * However since we do have control of the device's ability to assert INTx,
 196  * we can instead pretend that the device does not implement INTx, virtualizing
 197  * the pin register to report zero and maintaining DisINTx set on the host.
 198  */
 199 static bool vfio_pci_nointx(struct pci_dev *pdev)
 200 {
 201         switch (pdev->vendor) {
 202         case PCI_VENDOR_ID_INTEL:
 203                 switch (pdev->device) {
 204                 /* All i40e (XL710/X710/XXV710) 10/20/25/40GbE NICs */
 205                 case 0x1572:
 206                 case 0x1574:
 207                 case 0x1580 ... 0x1581:
 208                 case 0x1583 ... 0x158b:
 209                 case 0x37d0 ... 0x37d2:
 210                         return true;
 211                 default:
 212                         return false;
 213                 }
 214         }
 215
 216         return false;
 217 }
 218
 219 static void vfio_pci_probe_power_state(struct vfio_pci_device *vdev)
 220 {
 221         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 222         u16 pmcsr;
 223
 224         if (!pdev->pm_cap)
 225                 return;
 226
 227         pci_read_config_word(pdev, pdev->pm_cap + PCI_PM_CTRL, &pmcsr);
 228
 229         vdev->needs_pm_restore = !(pmcsr & PCI_PM_CTRL_NO_SOFT_RESET);
 230 }
 231
 232 /*
 233  * pci_set_power_state() wrapper handling devices which perform a soft reset on
 234  * D3->D0 transition.  Save state prior to D0/1/2->D3, stash it on the vdev,
 235  * restore when returned to D0.  Saved separately from pci_saved_state for use
 236  * by PM capability emulation and separately from pci_dev internal saved state
 237  * to avoid it being overwritten and consumed around other resets.
 238  */
 239 int vfio_pci_set_power_state(struct vfio_pci_device *vdev, pci_power_t state)
 240 {
 241         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 242         bool needs_restore = false, needs_save = false;
 243         int ret;
 244
 245         if (vdev->needs_pm_restore) {
 246                 if (pdev->current_state < PCI_D3hot && state >= PCI_D3hot) {
 247                         pci_save_state(pdev);
 248                         needs_save = true;
 249                 }
 250
 251                 if (pdev->current_state >= PCI_D3hot && state <= PCI_D0)
 252                         needs_restore = true;
 253         }
 254
 255         ret = pci_set_power_state(pdev, state);
 256
 257         if (!ret) {
 258                 /* D3 might be unsupported via quirk, skip unless in D3 */
 259                 if (needs_save && pdev->current_state >= PCI_D3hot) {
 260                         vdev->pm_save = pci_store_saved_state(pdev);
 261                 } else if (needs_restore) {
 262                         pci_load_and_free_saved_state(pdev, &vdev->pm_save);
 263                         pci_restore_state(pdev);
 264                 }
 265         }
 266
 267         return ret;
 268 }
 269
 270 static int vfio_pci_enable(struct vfio_pci_device *vdev)
 271 {
 272         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 273         int ret;
 274         u16 cmd;
 275         u8 msix_pos;
 276
 277         vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D0);
 278
 279         /* Don't allow our initial saved state to include busmaster */
 280         pci_clear_master(pdev);
 281
 282         ret = pci_enable_device(pdev);
 283         if (ret)
 284                 return ret;
 285
 286         /* If reset fails because of the device lock, fail this path entirely */
 287         ret = pci_try_reset_function(pdev);
 288         if (ret == -EAGAIN) {
 289                 pci_disable_device(pdev);
 290                 return ret;
 291         }
 292
 293         vdev->reset_works = !ret;
 294         pci_save_state(pdev);
 295         vdev->pci_saved_state = pci_store_saved_state(pdev);
 296         if (!vdev->pci_saved_state)
 297                 pci_dbg(pdev, "%s: Couldn't store saved state\n", __func__);
 298
 299         if (likely(!nointxmask)) {
 300                 if (vfio_pci_nointx(pdev)) {
 301                         pci_info(pdev, "Masking broken INTx support\n");
 302                         vdev->nointx = true;
 303                         pci_intx(pdev, 0);
 304                 } else
 305                         vdev->pci_2_3 = pci_intx_mask_supported(pdev);
 306         }
 307
 308         pci_read_config_word(pdev, PCI_COMMAND, &cmd);
 309         if (vdev->pci_2_3 && (cmd & PCI_COMMAND_INTX_DISABLE)) {
 310                 cmd &= ~PCI_COMMAND_INTX_DISABLE;
 311                 pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND, cmd);
 312         }
 313
 314         ret = vfio_config_init(vdev);
 315         if (ret) {
 316                 kfree(vdev->pci_saved_state);
 317                 vdev->pci_saved_state = NULL;
 318                 pci_disable_device(pdev);
 319                 return ret;
 320         }
 321
 322         msix_pos = pdev->msix_cap;
 323         if (msix_pos) {
 324                 u16 flags;
 325                 u32 table;
 326
 327                 pci_read_config_word(pdev, msix_pos + PCI_MSIX_FLAGS, &flags);
 328                 pci_read_config_dword(pdev, msix_pos + PCI_MSIX_TABLE, &table);
 329
 330                 vdev->msix_bar = table & PCI_MSIX_TABLE_BIR;
 331                 vdev->msix_offset = table & PCI_MSIX_TABLE_OFFSET;
 332                 vdev->msix_size = ((flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1) * 16;
 333         } else
 334                 vdev->msix_bar = 0xFF;
 335
 336         if (!vfio_vga_disabled() && vfio_pci_is_vga(pdev))
 337                 vdev->has_vga = true;
 338
 339
 340         if (vfio_pci_is_vga(pdev) &&
 341             pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_INTEL &&
 342             IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_IGD)) {
 343                 ret = vfio_pci_igd_init(vdev);
 344                 if (ret) {
 345                         pci_warn(pdev, "Failed to setup Intel IGD regions\n");
 346                         goto disable_exit;
 347                 }
 348         }
 349
 350         if (pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_NVIDIA &&
 351             IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_NVLINK2)) {
 352                 ret = vfio_pci_nvdia_v100_nvlink2_init(vdev);
 353                 if (ret && ret != -ENODEV) {
 354                         pci_warn(pdev, "Failed to setup NVIDIA NV2 RAM region\n");
 355                         goto disable_exit;
 356                 }
 357         }
 358
 359         if (pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_IBM &&
 360             IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_NVLINK2)) {
 361                 ret = vfio_pci_ibm_npu2_init(vdev);
 362                 if (ret && ret != -ENODEV) {
 363                         pci_warn(pdev, "Failed to setup NVIDIA NV2 ATSD region\n");
 364                         goto disable_exit;
 365                 }
 366         }
 367
 368         vfio_pci_probe_mmaps(vdev);
 369
 370         return 0;
 371
 372 disable_exit:
 373         vfio_pci_disable(vdev);
 374         return ret;
 375 }
 376
 377 static void vfio_pci_disable(struct vfio_pci_device *vdev)
 378 {
 379         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 380         struct vfio_pci_dummy_resource *dummy_res, *tmp;
 381         struct vfio_pci_ioeventfd *ioeventfd, *ioeventfd_tmp;
 382         int i, bar;
 383
 384         /* Stop the device from further DMA */
 385         pci_clear_master(pdev);
 386
 387         vfio_pci_set_irqs_ioctl(vdev, VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE |
 388                                 VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER,
 389                                 vdev->irq_type, 0, 0, NULL);
 390
 391         /* Device closed, don't need mutex here */
 392         list_for_each_entry_safe(ioeventfd, ioeventfd_tmp,
 393                                  &vdev->ioeventfds_list, next) {
 394                 vfio_virqfd_disable(&ioeventfd->virqfd);
 395                 list_del(&ioeventfd->next);
 396                 kfree(ioeventfd);
 397         }
 398         vdev->ioeventfds_nr = 0;
 399
 400         vdev->virq_disabled = false;
 401
 402         for (i = 0; i < vdev->num_regions; i++)
 403                 vdev->region[i].ops->release(vdev, &vdev->region[i]);
 404
 405         vdev->num_regions = 0;
 406         kfree(vdev->region);
 407         vdev->region = NULL; /* don't krealloc a freed pointer */
 408
 409         vfio_config_free(vdev);
 410
 411         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
 412                 bar = i + PCI_STD_RESOURCES;
 413                 if (!vdev->barmap[bar])
 414                         continue;
 415                 pci_iounmap(pdev, vdev->barmap[bar]);
 416                 pci_release_selected_regions(pdev, 1 << bar);
 417                 vdev->barmap[bar] = NULL;
 418         }
 419
 420         list_for_each_entry_safe(dummy_res, tmp,
 421                                  &vdev->dummy_resources_list, res_next) {
 422                 list_del(&dummy_res->res_next);
 423                 release_resource(&dummy_res->resource);
 424                 kfree(dummy_res);
 425         }
 426
 427         vdev->needs_reset = true;
 428
 429         /*
 430          * If we have saved state, restore it.  If we can reset the device,
 431          * even better.  Resetting with current state seems better than
 432          * nothing, but saving and restoring current state without reset
 433          * is just busy work.
 434          */
 435         if (pci_load_and_free_saved_state(pdev, &vdev->pci_saved_state)) {
 436                 pci_info(pdev, "%s: Couldn't reload saved state\n", __func__);
 437
 438                 if (!vdev->reset_works)
 439                         goto out;
 440
 441                 pci_save_state(pdev);
 442         }
 443
 444         /*
 445          * Disable INTx and MSI, presumably to avoid spurious interrupts
 446          * during reset.  Stolen from pci_reset_function()
 447          */
 448         pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND, PCI_COMMAND_INTX_DISABLE);
 449
 450         /*
 451          * Try to get the locks ourselves to prevent a deadlock. The
 452          * success of this is dependent on being able to lock the device,
 453          * which is not always possible.
 454          * We can not use the "try" reset interface here, which will
 455          * overwrite the previously restored configuration information.
 456          */
 457         if (vdev->reset_works && pci_cfg_access_trylock(pdev)) {
 458                 if (device_trylock(&pdev->dev)) {
 459                         if (!__pci_reset_function_locked(pdev))
 460                                 vdev->needs_reset = false;
 461                         device_unlock(&pdev->dev);
 462                 }
 463                 pci_cfg_access_unlock(pdev);
 464         }
 465
 466         pci_restore_state(pdev);
 467 out:
 468         pci_disable_device(pdev);
 469
 470         vfio_pci_try_bus_reset(vdev);
 471
 472         if (!disable_idle_d3)
 473                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D3hot);
 474 }
 475
 476 static struct pci_driver vfio_pci_driver;
 477
 478 static struct vfio_pci_device *get_pf_vdev(struct vfio_pci_device *vdev,
 479                                            struct vfio_device **pf_dev)
 480 {
 481         struct pci_dev *physfn = pci_physfn(vdev->pdev);
 482
 483         if (!vdev->pdev->is_virtfn)
 484                 return NULL;
 485
 486         *pf_dev = vfio_device_get_from_dev(&physfn->dev);
 487         if (!*pf_dev)
 488                 return NULL;
 489
 490         if (pci_dev_driver(physfn) != &vfio_pci_driver) {
 491                 vfio_device_put(*pf_dev);
 492                 return NULL;
 493         }
 494
 495         return vfio_device_data(*pf_dev);
 496 }
 497
 498 static void vfio_pci_vf_token_user_add(struct vfio_pci_device *vdev, int val)
 499 {
 500         struct vfio_device *pf_dev;
 501         struct vfio_pci_device *pf_vdev = get_pf_vdev(vdev, &pf_dev);
 502
 503         if (!pf_vdev)
 504                 return;
 505
 506         mutex_lock(&pf_vdev->vf_token->lock);
 507         pf_vdev->vf_token->users += val;
 508         WARN_ON(pf_vdev->vf_token->users < 0);
 509         mutex_unlock(&pf_vdev->vf_token->lock);
 510
 511         vfio_device_put(pf_dev);
 512 }
 513
 514 static void vfio_pci_release(void *device_data)
 515 {
 516         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 517
 518         mutex_lock(&vdev->reflck->lock);
 519
 520         if (!(--vdev->refcnt)) {
 521                 vfio_pci_vf_token_user_add(vdev, -1);
 522                 vfio_spapr_pci_eeh_release(vdev->pdev);
 523                 vfio_pci_disable(vdev);
 524                 if (vdev->err_trigger) {
 525                         eventfd_ctx_put(vdev->err_trigger);
 526                         vdev->err_trigger = NULL;
 527                 }
 528                 if (vdev->req_trigger) {
 529                         eventfd_ctx_put(vdev->req_trigger);
 530                         vdev->req_trigger = NULL;
 531                 }
 532         }
 533
 534         mutex_unlock(&vdev->reflck->lock);
 535
 536         module_put(THIS_MODULE);
 537 }
 538
 539 static int vfio_pci_open(void *device_data)
 540 {
 541         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 542         int ret = 0;
 543
 544         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 545                 return -ENODEV;
 546
 547         mutex_lock(&vdev->reflck->lock);
 548
 549         if (!vdev->refcnt) {
 550                 ret = vfio_pci_enable(vdev);
 551                 if (ret)
 552                         goto error;
 553
 554                 vfio_spapr_pci_eeh_open(vdev->pdev);
 555                 vfio_pci_vf_token_user_add(vdev, 1);
 556         }
 557         vdev->refcnt++;
 558 error:
 559         mutex_unlock(&vdev->reflck->lock);
 560         if (ret)
 561                 module_put(THIS_MODULE);
 562         return ret;
 563 }
 564
 565 static int vfio_pci_get_irq_count(struct vfio_pci_device *vdev, int irq_type)
 566 {
 567         if (irq_type == VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX) {
 568                 u8 pin;
 569
 570                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_INTX) ||
 571                     vdev->nointx || vdev->pdev->is_virtfn)
 572                         return 0;
 573
 574                 pci_read_config_byte(vdev->pdev, PCI_INTERRUPT_PIN, &pin);
 575
 576                 return pin ? 1 : 0;
 577         } else if (irq_type == VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX) {
 578                 u8 pos;
 579                 u16 flags;
 580
 581                 pos = vdev->pdev->msi_cap;
 582                 if (pos) {
 583                         pci_read_config_word(vdev->pdev,
 584                                              pos + PCI_MSI_FLAGS, &flags);
 585                         return 1 << ((flags & PCI_MSI_FLAGS_QMASK) >> 1);
 586                 }
 587         } else if (irq_type == VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX) {
 588                 u8 pos;
 589                 u16 flags;
 590
 591                 pos = vdev->pdev->msix_cap;
 592                 if (pos) {
 593                         pci_read_config_word(vdev->pdev,
 594                                              pos + PCI_MSIX_FLAGS, &flags);
 595
 596                         return (flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1;
 597                 }
 598         } else if (irq_type == VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX) {
 599                 if (pci_is_pcie(vdev->pdev))
 600                         return 1;
 601         } else if (irq_type == VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX) {
 602                 return 1;
 603         }
 604
 605         return 0;
 606 }
 607
 608 static int vfio_pci_count_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 609 {
 610         (*(int *)data)++;
 611         return 0;
 612 }
 613
 614 struct vfio_pci_fill_info {
 615         int max;
 616         int cur;
 617         struct vfio_pci_dependent_device *devices;
 618 };
 619
 620 static int vfio_pci_fill_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 621 {
 622         struct vfio_pci_fill_info *fill = data;
 623         struct iommu_group *iommu_group;
 624
 625         if (fill->cur == fill->max)
 626                 return -EAGAIN; /* Something changed, try again */
 627
 628         iommu_group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 629         if (!iommu_group)
 630                 return -EPERM; /* Cannot reset non-isolated devices */
 631
 632         fill->devices[fill->cur].group_id = iommu_group_id(iommu_group);
 633         fill->devices[fill->cur].segment = pci_domain_nr(pdev->bus);
 634         fill->devices[fill->cur].bus = pdev->bus->number;
 635         fill->devices[fill->cur].devfn = pdev->devfn;
 636         fill->cur++;
 637         iommu_group_put(iommu_group);
 638         return 0;
 639 }
 640
 641 struct vfio_pci_group_entry {
 642         struct vfio_group *group;
 643         int id;
 644 };
 645
 646 struct vfio_pci_group_info {
 647         int count;
 648         struct vfio_pci_group_entry *groups;
 649 };
 650
 651 static int vfio_pci_validate_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 652 {
 653         struct vfio_pci_group_info *info = data;
 654         struct iommu_group *group;
 655         int id, i;
 656
 657         group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 658         if (!group)
 659                 return -EPERM;
 660
 661         id = iommu_group_id(group);
 662
 663         for (i = 0; i < info->count; i++)
 664                 if (info->groups[i].id == id)
 665                         break;
 666
 667         iommu_group_put(group);
 668
 669         return (i == info->count) ? -EINVAL : 0;
 670 }
 671
 672 static bool vfio_pci_dev_below_slot(struct pci_dev *pdev, struct pci_slot *slot)
 673 {
 674         for (; pdev; pdev = pdev->bus->self)
 675                 if (pdev->bus == slot->bus)
 676                         return (pdev->slot == slot);
 677         return false;
 678 }
 679
 680 struct vfio_pci_walk_info {
 681         int (*fn)(struct pci_dev *, void *data);
 682         void *data;
 683         struct pci_dev *pdev;
 684         bool slot;
 685         int ret;
 686 };
 687
 688 static int vfio_pci_walk_wrapper(struct pci_dev *pdev, void *data)
 689 {
 690         struct vfio_pci_walk_info *walk = data;
 691
 692         if (!walk->slot || vfio_pci_dev_below_slot(pdev, walk->pdev->slot))
 693                 walk->ret = walk->fn(pdev, walk->data);
 694
 695         return walk->ret;
 696 }
 697
 698 static int vfio_pci_for_each_slot_or_bus(struct pci_dev *pdev,
 699                                          int (*fn)(struct pci_dev *,
 700                                                    void *data), void *data,
 701                                          bool slot)
 702 {
 703         struct vfio_pci_walk_info walk = {
 704                 .fn = fn, .data = data, .pdev = pdev, .slot = slot, .ret = 0,
 705         };
 706
 707         pci_walk_bus(pdev->bus, vfio_pci_walk_wrapper, &walk);
 708
 709         return walk.ret;
 710 }
 711
 712 static int msix_mmappable_cap(struct vfio_pci_device *vdev,
 713                               struct vfio_info_cap *caps)
 714 {
 715         struct vfio_info_cap_header header = {
 716                 .id = VFIO_REGION_INFO_CAP_MSIX_MAPPABLE,
 717                 .version = 1
 718         };
 719
 720         return vfio_info_add_capability(caps, &header, sizeof(header));
 721 }
 722
 723 int vfio_pci_register_dev_region(struct vfio_pci_device *vdev,
 724                                  unsigned int type, unsigned int subtype,
 725                                  const struct vfio_pci_regops *ops,
 726                                  size_t size, u32 flags, void *data)
 727 {
 728         struct vfio_pci_region *region;
 729
 730         region = krealloc(vdev->region,
 731                           (vdev->num_regions + 1) * sizeof(*region),
 732                           GFP_KERNEL);
 733         if (!region)
 734                 return -ENOMEM;
 735
 736         vdev->region = region;
 737         vdev->region[vdev->num_regions].type = type;
 738         vdev->region[vdev->num_regions].subtype = subtype;
 739         vdev->region[vdev->num_regions].ops = ops;
 740         vdev->region[vdev->num_regions].size = size;
 741         vdev->region[vdev->num_regions].flags = flags;
 742         vdev->region[vdev->num_regions].data = data;
 743
 744         vdev->num_regions++;
 745
 746         return 0;
 747 }
 748
 749 struct vfio_devices {
 750         struct vfio_device **devices;
 751         int cur_index;
 752         int max_index;
 753 };
 754
 755 static long vfio_pci_ioctl(void *device_data,
 756                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
 757 {
 758         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 759         unsigned long minsz;
 760
 761         if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_INFO) {
 762                 struct vfio_device_info info;
 763
 764                 minsz = offsetofend(struct vfio_device_info, num_irqs);
 765
 766                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 767                         return -EFAULT;
 768
 769                 if (info.argsz < minsz)
 770                         return -EINVAL;
 771
 772                 info.flags = VFIO_DEVICE_FLAGS_PCI;
 773
 774                 if (vdev->reset_works)
 775                         info.flags |= VFIO_DEVICE_FLAGS_RESET;
 776
 777                 info.num_regions = VFIO_PCI_NUM_REGIONS + vdev->num_regions;
 778                 info.num_irqs = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
 779
 780                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz) ?
 781                         -EFAULT : 0;
 782
 783         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO) {
 784                 struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 785                 struct vfio_region_info info;
 786                 struct vfio_info_cap caps = { .buf = NULL, .size = 0 };
 787                 int i, ret;
 788
 789                 minsz = offsetofend(struct vfio_region_info, offset);
 790
 791                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 792                         return -EFAULT;
 793
 794                 if (info.argsz < minsz)
 795                         return -EINVAL;
 796
 797                 switch (info.index) {
 798                 case VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX:
 799                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 800                         info.size = pdev->cfg_size;
 801                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 802                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 803                         break;
 804                 case VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX ... VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX:
 805                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 806                         info.size = pci_resource_len(pdev, info.index);
 807                         if (!info.size) {
 808                                 info.flags = 0;
 809                                 break;
 810                         }
 811
 812                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 813                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 814                         if (vdev->bar_mmap_supported[info.index]) {
 815                                 info.flags |= VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP;
 816                                 if (info.index == vdev->msix_bar) {
 817                                         ret = msix_mmappable_cap(vdev, &caps);
 818                                         if (ret)
 819                                                 return ret;
 820                                 }
 821                         }
 822
 823                         break;
 824                 case VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX:
 825                 {
 826                         void __iomem *io;
 827                         size_t size;
 828                         u16 cmd;
 829
 830                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 831                         info.flags = 0;
 832
 833                         /* Report the BAR size, not the ROM size */
 834                         info.size = pci_resource_len(pdev, info.index);
 835                         if (!info.size) {
 836                                 /* Shadow ROMs appear as PCI option ROMs */
 837                                 if (pdev->resource[PCI_ROM_RESOURCE].flags &
 838                                                         IORESOURCE_ROM_SHADOW)
 839                                         info.size = 0x20000;
 840                                 else
 841                                         break;
 842                         }
 843
 844                         /*
 845                          * Is it really there?  Enable memory decode for
 846                          * implicit access in pci_map_rom().
 847                          */
 848                         cmd = vfio_pci_memory_lock_and_enable(vdev);
 849                         io = pci_map_rom(pdev, &size);
 850                         if (io) {
 851                                 info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ;
 852                                 pci_unmap_rom(pdev, io);
 853                         } else {
 854                                 info.size = 0;
 855                         }
 856                         vfio_pci_memory_unlock_and_restore(vdev, cmd);
 857
 858                         break;
 859                 }
 860                 case VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX:
 861                         if (!vdev->has_vga)
 862                                 return -EINVAL;
 863
 864                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 865                         info.size = 0xc0000;
 866                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 867                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 868
 869                         break;
 870                 default:
 871                 {
 872                         struct vfio_region_info_cap_type cap_type = {
 873                                         .header.id = VFIO_REGION_INFO_CAP_TYPE,
 874                                         .header.version = 1 };
 875
 876                         if (info.index >=
 877                             VFIO_PCI_NUM_REGIONS + vdev->num_regions)
 878                                 return -EINVAL;
 879                         info.index = array_index_nospec(info.index,
 880                                                         VFIO_PCI_NUM_REGIONS +
 881                                                         vdev->num_regions);
 882
 883                         i = info.index - VFIO_PCI_NUM_REGIONS;
 884
 885                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 886                         info.size = vdev->region[i].size;
 887                         info.flags = vdev->region[i].flags;
 888
 889                         cap_type.type = vdev->region[i].type;
 890                         cap_type.subtype = vdev->region[i].subtype;
 891
 892                         ret = vfio_info_add_capability(&caps, &cap_type.header,
 893                                                        sizeof(cap_type));
 894                         if (ret)
 895                                 return ret;
 896
 897                         if (vdev->region[i].ops->add_capability) {
 898                                 ret = vdev->region[i].ops->add_capability(vdev,
 899                                                 &vdev->region[i], &caps);
 900                                 if (ret)
 901                                         return ret;
 902                         }
 903                 }
 904                 }
 905
 906                 if (caps.size) {
 907                         info.flags |= VFIO_REGION_INFO_FLAG_CAPS;
 908                         if (info.argsz < sizeof(info) + caps.size) {
 909                                 info.argsz = sizeof(info) + caps.size;
 910                                 info.cap_offset = 0;
 911                         } else {
 912                                 vfio_info_cap_shift(&caps, sizeof(info));
 913                                 if (copy_to_user((void __user *)arg +
 914                                                   sizeof(info), caps.buf,
 915                                                   caps.size)) {
 916                                         kfree(caps.buf);
 917                                         return -EFAULT;
 918                                 }
 919                                 info.cap_offset = sizeof(info);
 920                         }
 921
 922                         kfree(caps.buf);
 923                 }
 924
 925                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz) ?
 926                         -EFAULT : 0;
 927
 928         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_IRQ_INFO) {
 929                 struct vfio_irq_info info;
 930
 931                 minsz = offsetofend(struct vfio_irq_info, count);
 932
 933                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 934                         return -EFAULT;
 935
 936                 if (info.argsz < minsz || info.index >= VFIO_PCI_NUM_IRQS)
 937                         return -EINVAL;
 938
 939                 switch (info.index) {
 940                 case VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX ... VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX:
 941                 case VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX:
 942                         break;
 943                 case VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX:
 944                         if (pci_is_pcie(vdev->pdev))
 945                                 break;
 946                 /* fall through */
 947                 default:
 948                         return -EINVAL;
 949                 }
 950
 951                 info.flags = VFIO_IRQ_INFO_EVENTFD;
 952
 953                 info.count = vfio_pci_get_irq_count(vdev, info.index);
 954
 955                 if (info.index == VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX)
 956                         info.flags |= (VFIO_IRQ_INFO_MASKABLE |
 957                                        VFIO_IRQ_INFO_AUTOMASKED);
 958                 else
 959                         info.flags |= VFIO_IRQ_INFO_NORESIZE;
 960
 961                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz) ?
 962                         -EFAULT : 0;
 963
 964         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_SET_IRQS) {
 965                 struct vfio_irq_set hdr;
 966                 u8 *data = NULL;
 967                 int max, ret = 0;
 968                 size_t data_size = 0;
 969
 970                 minsz = offsetofend(struct vfio_irq_set, count);
 971
 972                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
 973                         return -EFAULT;
 974
 975                 max = vfio_pci_get_irq_count(vdev, hdr.index);
 976
 977                 ret = vfio_set_irqs_validate_and_prepare(&hdr, max,
 978                                                  VFIO_PCI_NUM_IRQS, &data_size);
 979                 if (ret)
 980                         return ret;
 981
 982                 if (data_size) {
 983                         data = memdup_user((void __user *)(arg + minsz),
 984                                             data_size);
 985                         if (IS_ERR(data))
 986                                 return PTR_ERR(data);
 987                 }
 988
 989                 mutex_lock(&vdev->igate);
 990
 991                 ret = vfio_pci_set_irqs_ioctl(vdev, hdr.flags, hdr.index,
 992                                               hdr.start, hdr.count, data);
 993
 994                 mutex_unlock(&vdev->igate);
 995                 kfree(data);
 996
 997                 return ret;
 998
 999         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_RESET) {
1000                 int ret;
1001
1002                 if (!vdev->reset_works)
1003                         return -EINVAL;
1004
1005                 vfio_pci_zap_and_down_write_memory_lock(vdev);
1006                 ret = pci_try_reset_function(vdev->pdev);
1007                 up_write(&vdev->memory_lock);
1008
1009                 return ret;
1010
1011         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_PCI_HOT_RESET_INFO) {
1012                 struct vfio_pci_hot_reset_info hdr;
1013                 struct vfio_pci_fill_info fill = { 0 };
1014                 struct vfio_pci_dependent_device *devices = NULL;
1015                 bool slot = false;
1016                 int ret = 0;
1017
1018                 minsz = offsetofend(struct vfio_pci_hot_reset_info, count);
1019
1020                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
1021                         return -EFAULT;
1022
1023                 if (hdr.argsz < minsz)
1024                         return -EINVAL;
1025
1026                 hdr.flags = 0;
1027
1028                 /* Can we do a slot or bus reset or neither? */
1029                 if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
1030                         slot = true;
1031                 else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
1032                         return -ENODEV;
1033
1034                 /* How many devices are affected? */
1035                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1036                                                     vfio_pci_count_devs,
1037                                                     &fill.max, slot);
1038                 if (ret)
1039                         return ret;
1040
1041                 WARN_ON(!fill.max); /* Should always be at least one */
1042
1043                 /*
1044                  * If there's enough space, fill it now, otherwise return
1045                  * -ENOSPC and the number of devices affected.
1046                  */
1047                 if (hdr.argsz < sizeof(hdr) + (fill.max * sizeof(*devices))) {
1048                         ret = -ENOSPC;
1049                         hdr.count = fill.max;
1050                         goto reset_info_exit;
1051                 }
1052
1053                 devices = kcalloc(fill.max, sizeof(*devices), GFP_KERNEL);
1054                 if (!devices)
1055                         return -ENOMEM;
1056
1057                 fill.devices = devices;
1058
1059                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1060                                                     vfio_pci_fill_devs,
1061                                                     &fill, slot);
1062
1063                 /*
1064                  * If a device was removed between counting and filling,
1065                  * we may come up short of fill.max.  If a device was
1066                  * added, we'll have a return of -EAGAIN above.
1067                  */
1068                 if (!ret)
1069                         hdr.count = fill.cur;
1070
1071 reset_info_exit:
1072                 if (copy_to_user((void __user *)arg, &hdr, minsz))
1073                         ret = -EFAULT;
1074
1075                 if (!ret) {
1076                         if (copy_to_user((void __user *)(arg + minsz), devices,
1077                                          hdr.count * sizeof(*devices)))
1078                                 ret = -EFAULT;
1079                 }
1080
1081                 kfree(devices);
1082                 return ret;
1083
1084         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_PCI_HOT_RESET) {
1085                 struct vfio_pci_hot_reset hdr;
1086                 int32_t *group_fds;
1087                 struct vfio_pci_group_entry *groups;
1088                 struct vfio_pci_group_info info;
1089                 struct vfio_devices devs = { .cur_index = 0 };
1090                 bool slot = false;
1091                 int i, group_idx, mem_idx = 0, count = 0, ret = 0;
1092
1093                 minsz = offsetofend(struct vfio_pci_hot_reset, count);
1094
1095                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
1096                         return -EFAULT;
1097
1098                 if (hdr.argsz < minsz || hdr.flags)
1099                         return -EINVAL;
1100
1101                 /* Can we do a slot or bus reset or neither? */
1102                 if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
1103                         slot = true;
1104                 else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
1105                         return -ENODEV;
1106
1107                 /*
1108                  * We can't let userspace give us an arbitrarily large
1109                  * buffer to copy, so verify how many we think there
1110                  * could be.  Note groups can have multiple devices so
1111                  * one group per device is the max.
1112                  */
1113                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1114                                                     vfio_pci_count_devs,
1115                                                     &count, slot);
1116                 if (ret)
1117                         return ret;
1118
1119                 /* Somewhere between 1 and count is OK */
1120                 if (!hdr.count || hdr.count > count)
1121                         return -EINVAL;
1122
1123                 group_fds = kcalloc(hdr.count, sizeof(*group_fds), GFP_KERNEL);
1124                 groups = kcalloc(hdr.count, sizeof(*groups), GFP_KERNEL);
1125                 if (!group_fds || !groups) {
1126                         kfree(group_fds);
1127                         kfree(groups);
1128                         return -ENOMEM;
1129                 }
1130
1131                 if (copy_from_user(group_fds, (void __user *)(arg + minsz),
1132                                    hdr.count * sizeof(*group_fds))) {
1133                         kfree(group_fds);
1134                         kfree(groups);
1135                         return -EFAULT;
1136                 }
1137
1138                 /*
1139                  * For each group_fd, get the group through the vfio external
1140                  * user interface and store the group and iommu ID.  This
1141                  * ensures the group is held across the reset.
1142                  */
1143                 for (group_idx = 0; group_idx < hdr.count; group_idx++) {
1144                         struct vfio_group *group;
1145                         struct fd f = fdget(group_fds[group_idx]);
1146                         if (!f.file) {
1147                                 ret = -EBADF;
1148                                 break;
1149                         }
1150
1151                         group = vfio_group_get_external_user(f.file);
1152                         fdput(f);
1153                         if (IS_ERR(group)) {
1154                                 ret = PTR_ERR(group);
1155                                 break;
1156                         }
1157
1158                         groups[group_idx].group = group;
1159                         groups[group_idx].id =
1160                                         vfio_external_user_iommu_id(group);
1161                 }
1162
1163                 kfree(group_fds);
1164
1165                 /* release reference to groups on error */
1166                 if (ret)
1167                         goto hot_reset_release;
1168
1169                 info.count = hdr.count;
1170                 info.groups = groups;
1171
1172                 /*
1173                  * Test whether all the affected devices are contained
1174                  * by the set of groups provided by the user.
1175                  */
1176                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1177                                                     vfio_pci_validate_devs,
1178                                                     &info, slot);
1179                 if (ret)
1180                         goto hot_reset_release;
1181
1182                 devs.max_index = count;
1183                 devs.devices = kcalloc(count, sizeof(struct vfio_device *),
1184                                        GFP_KERNEL);
1185                 if (!devs.devices) {
1186                         ret = -ENOMEM;
1187                         goto hot_reset_release;
1188                 }
1189
1190                 /*
1191                  * We need to get memory_lock for each device, but devices
1192                  * can share mmap_lock, therefore we need to zap and hold
1193                  * the vma_lock for each device, and only then get each
1194                  * memory_lock.
1195                  */
1196                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1197                                             vfio_pci_try_zap_and_vma_lock_cb,
1198                                             &devs, slot);
1199                 if (ret)
1200                         goto hot_reset_release;
1201
1202                 for (; mem_idx < devs.cur_index; mem_idx++) {
1203                         struct vfio_pci_device *tmp;
1204
1205                         tmp = vfio_device_data(devs.devices[mem_idx]);
1206
1207                         ret = down_write_trylock(&tmp->memory_lock);
1208                         if (!ret) {
1209                                 ret = -EBUSY;
1210                                 goto hot_reset_release;
1211                         }
1212                         mutex_unlock(&tmp->vma_lock);
1213                 }
1214
1215                 /* User has access, do the reset */
1216                 ret = pci_reset_bus(vdev->pdev);
1217
1218 hot_reset_release:
1219                 for (i = 0; i < devs.cur_index; i++) {
1220                         struct vfio_device *device;
1221                         struct vfio_pci_device *tmp;
1222
1223                         device = devs.devices[i];
1224                         tmp = vfio_device_data(device);
1225
1226                         if (i < mem_idx)
1227                                 up_write(&tmp->memory_lock);
1228                         else
1229                                 mutex_unlock(&tmp->vma_lock);
1230                         vfio_device_put(device);
1231                 }
1232                 kfree(devs.devices);
1233
1234                 for (group_idx--; group_idx >= 0; group_idx--)
1235                         vfio_group_put_external_user(groups[group_idx].group);
1236
1237                 kfree(groups);
1238                 return ret;
1239         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_IOEVENTFD) {
1240                 struct vfio_device_ioeventfd ioeventfd;
1241                 int count;
1242
1243                 minsz = offsetofend(struct vfio_device_ioeventfd, fd);
1244
1245                 if (copy_from_user(&ioeventfd, (void __user *)arg, minsz))
1246                         return -EFAULT;
1247
1248                 if (ioeventfd.argsz < minsz)
1249                         return -EINVAL;
1250
1251                 if (ioeventfd.flags & ~VFIO_DEVICE_IOEVENTFD_SIZE_MASK)
1252                         return -EINVAL;
1253
1254                 count = ioeventfd.flags & VFIO_DEVICE_IOEVENTFD_SIZE_MASK;
1255
1256                 if (hweight8(count) != 1 || ioeventfd.fd < -1)
1257                         return -EINVAL;
1258
1259                 return vfio_pci_ioeventfd(vdev, ioeventfd.offset,
1260                                           ioeventfd.data, count, ioeventfd.fd);
1261         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_FEATURE) {
1262                 struct vfio_device_feature feature;
1263                 uuid_t uuid;
1264
1265                 minsz = offsetofend(struct vfio_device_feature, flags);
1266
1267                 if (copy_from_user(&feature, (void __user *)arg, minsz))
1268                         return -EFAULT;
1269
1270                 if (feature.argsz < minsz)
1271                         return -EINVAL;
1272
1273                 /* Check unknown flags */
1274                 if (feature.flags & ~(VFIO_DEVICE_FEATURE_MASK |
1275                                       VFIO_DEVICE_FEATURE_SET |
1276                                       VFIO_DEVICE_FEATURE_GET |
1277                                       VFIO_DEVICE_FEATURE_PROBE))
1278                         return -EINVAL;
1279
1280                 /* GET & SET are mutually exclusive except with PROBE */
1281                 if (!(feature.flags & VFIO_DEVICE_FEATURE_PROBE) &&
1282                     (feature.flags & VFIO_DEVICE_FEATURE_SET) &&
1283                     (feature.flags & VFIO_DEVICE_FEATURE_GET))
1284                         return -EINVAL;
1285
1286                 switch (feature.flags & VFIO_DEVICE_FEATURE_MASK) {
1287                 case VFIO_DEVICE_FEATURE_PCI_VF_TOKEN:
1288                         if (!vdev->vf_token)
1289                                 return -ENOTTY;
1290
1291                         /*
1292                          * We do not support GET of the VF Token UUID as this
1293                          * could expose the token of the previous device user.
1294                          */
1295                         if (feature.flags & VFIO_DEVICE_FEATURE_GET)
1296                                 return -EINVAL;
1297
1298                         if (feature.flags & VFIO_DEVICE_FEATURE_PROBE)
1299                                 return 0;
1300
1301                         /* Don't SET unless told to do so */
1302                         if (!(feature.flags & VFIO_DEVICE_FEATURE_SET))
1303                                 return -EINVAL;
1304
1305                         if (feature.argsz < minsz + sizeof(uuid))
1306                                 return -EINVAL;
1307
1308                         if (copy_from_user(&uuid, (void __user *)(arg + minsz),
1309                                            sizeof(uuid)))
1310                                 return -EFAULT;
1311
1312                         mutex_lock(&vdev->vf_token->lock);
1313                         uuid_copy(&vdev->vf_token->uuid, &uuid);
1314                         mutex_unlock(&vdev->vf_token->lock);
1315
1316                         return 0;
1317                 default:
1318                         return -ENOTTY;
1319                 }
1320         }
1321
1322         return -ENOTTY;
1323 }
1324
1325 static ssize_t vfio_pci_rw(void *device_data, char __user *buf,
1326                            size_t count, loff_t *ppos, bool iswrite)
1327 {
1328         unsigned int index = VFIO_PCI_OFFSET_TO_INDEX(*ppos);
1329         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
1330
1331         if (index >= VFIO_PCI_NUM_REGIONS + vdev->num_regions)
1332                 return -EINVAL;
1333
1334         switch (index) {
1335         case VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX:
1336                 return vfio_pci_config_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
1337
1338         case VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX:
1339                 if (iswrite)
1340                         return -EINVAL;
1341                 return vfio_pci_bar_rw(vdev, buf, count, ppos, false);
1342
1343         case VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX ... VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX:
1344                 return vfio_pci_bar_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
1345
1346         case VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX:
1347                 return vfio_pci_vga_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
1348         default:
1349                 index -= VFIO_PCI_NUM_REGIONS;
1350                 return vdev->region[index].ops->rw(vdev, buf,
1351                                                    count, ppos, iswrite);
1352         }
1353
1354         return -EINVAL;
1355 }
1356
1357 static ssize_t vfio_pci_read(void *device_data, char __user *buf,
1358                              size_t count, loff_t *ppos)
1359 {
1360         if (!count)
1361                 return 0;
1362
1363         return vfio_pci_rw(device_data, buf, count, ppos, false);
1364 }
1365
1366 static ssize_t vfio_pci_write(void *device_data, const char __user *buf,
1367                               size_t count, loff_t *ppos)
1368 {
1369         if (!count)
1370                 return 0;
1371
1372         return vfio_pci_rw(device_data, (char __user *)buf, count, ppos, true);
1373 }
1374
1375 /* Return 1 on zap and vma_lock acquired, 0 on contention (only with @try) */
1376 static int vfio_pci_zap_and_vma_lock(struct vfio_pci_device *vdev, bool try)
1377 {
1378         struct vfio_pci_mmap_vma *mmap_vma, *tmp;
1379
1380         /*
1381          * Lock ordering:
1382          * vma_lock is nested under mmap_lock for vm_ops callback paths.
1383          * The memory_lock semaphore is used by both code paths calling
1384          * into this function to zap vmas and the vm_ops.fault callback
1385          * to protect the memory enable state of the device.
1386          *
1387          * When zapping vmas we need to maintain the mmap_lock => vma_lock
1388          * ordering, which requires using vma_lock to walk vma_list to
1389          * acquire an mm, then dropping vma_lock to get the mmap_lock and
1390          * reacquiring vma_lock.  This logic is derived from similar
1391          * requirements in uverbs_user_mmap_disassociate().
1392          *
1393          * mmap_lock must always be the top-level lock when it is taken.
1394          * Therefore we can only hold the memory_lock write lock when
1395          * vma_list is empty, as we'd need to take mmap_lock to clear
1396          * entries.  vma_list can only be guaranteed empty when holding
1397          * vma_lock, thus memory_lock is nested under vma_lock.
1398          *
1399          * This enables the vm_ops.fault callback to acquire vma_lock,
1400          * followed by memory_lock read lock, while already holding
1401          * mmap_lock without risk of deadlock.
1402          */
1403         while (1) {
1404                 struct mm_struct *mm = NULL;
1405
1406                 if (try) {
1407                         if (!mutex_trylock(&vdev->vma_lock))
1408                                 return 0;
1409                 } else {
1410                         mutex_lock(&vdev->vma_lock);
1411                 }
1412                 while (!list_empty(&vdev->vma_list)) {
1413                         mmap_vma = list_first_entry(&vdev->vma_list,
1414                                                     struct vfio_pci_mmap_vma,
1415                                                     vma_next);
1416                         mm = mmap_vma->vma->vm_mm;
1417                         if (mmget_not_zero(mm))
1418                                 break;
1419
1420                         list_del(&mmap_vma->vma_next);
1421                         kfree(mmap_vma);
1422                         mm = NULL;
1423                 }
1424                 if (!mm)
1425                         return 1;
1426                 mutex_unlock(&vdev->vma_lock);
1427
1428                 if (try) {
1429                         if (!mmap_read_trylock(mm)) {
1430                                 mmput(mm);
1431                                 return 0;
1432                         }
1433                 } else {
1434                         mmap_read_lock(mm);
1435                 }
1436                 if (mmget_still_valid(mm)) {
1437                         if (try) {
1438                                 if (!mutex_trylock(&vdev->vma_lock)) {
1439                                         mmap_read_unlock(mm);
1440                                         mmput(mm);
1441                                         return 0;
1442                                 }
1443                         } else {
1444                                 mutex_lock(&vdev->vma_lock);
1445                         }
1446                         list_for_each_entry_safe(mmap_vma, tmp,
1447                                                  &vdev->vma_list, vma_next) {
1448                                 struct vm_area_struct *vma = mmap_vma->vma;
1449
1450                                 if (vma->vm_mm != mm)
1451                                         continue;
1452
1453                                 list_del(&mmap_vma->vma_next);
1454                                 kfree(mmap_vma);
1455
1456                                 zap_vma_ptes(vma, vma->vm_start,
1457                                              vma->vm_end - vma->vm_start);
1458                         }
1459                         mutex_unlock(&vdev->vma_lock);
1460                 }
1461                 mmap_read_unlock(mm);
1462                 mmput(mm);
1463         }
1464 }
1465
1466 void vfio_pci_zap_and_down_write_memory_lock(struct vfio_pci_device *vdev)
1467 {
1468         vfio_pci_zap_and_vma_lock(vdev, false);
1469         down_write(&vdev->memory_lock);
1470         mutex_unlock(&vdev->vma_lock);
1471 }
1472
1473 u16 vfio_pci_memory_lock_and_enable(struct vfio_pci_device *vdev)
1474 {
1475         u16 cmd;
1476
1477         down_write(&vdev->memory_lock);
1478         pci_read_config_word(vdev->pdev, PCI_COMMAND, &cmd);
1479         if (!(cmd & PCI_COMMAND_MEMORY))
1480                 pci_write_config_word(vdev->pdev, PCI_COMMAND,
1481                                       cmd | PCI_COMMAND_MEMORY);
1482
1483         return cmd;
1484 }
1485
1486 void vfio_pci_memory_unlock_and_restore(struct vfio_pci_device *vdev, u16 cmd)
1487 {
1488         pci_write_config_word(vdev->pdev, PCI_COMMAND, cmd);
1489         up_write(&vdev->memory_lock);
1490 }
1491
1492 /* Caller holds vma_lock */
1493 static int __vfio_pci_add_vma(struct vfio_pci_device *vdev,
1494                               struct vm_area_struct *vma)
1495 {
1496         struct vfio_pci_mmap_vma *mmap_vma;
1497
1498         mmap_vma = kmalloc(sizeof(*mmap_vma), GFP_KERNEL);
1499         if (!mmap_vma)
1500                 return -ENOMEM;
1501
1502         mmap_vma->vma = vma;
1503         list_add(&mmap_vma->vma_next, &vdev->vma_list);
1504
1505         return 0;
1506 }
1507
1508 /*
1509  * Zap mmaps on open so that we can fault them in on access and therefore
1510  * our vma_list only tracks mappings accessed since last zap.
1511  */
1512 static void vfio_pci_mmap_open(struct vm_area_struct *vma)
1513 {
1514         zap_vma_ptes(vma, vma->vm_start, vma->vm_end - vma->vm_start);
1515 }
1516
1517 static void vfio_pci_mmap_close(struct vm_area_struct *vma)
1518 {
1519         struct vfio_pci_device *vdev = vma->vm_private_data;
1520         struct vfio_pci_mmap_vma *mmap_vma;
1521
1522         mutex_lock(&vdev->vma_lock);
1523         list_for_each_entry(mmap_vma, &vdev->vma_list, vma_next) {
1524                 if (mmap_vma->vma == vma) {
1525                         list_del(&mmap_vma->vma_next);
1526                         kfree(mmap_vma);
1527                         break;
1528                 }
1529         }
1530         mutex_unlock(&vdev->vma_lock);
1531 }
1532
1533 static vm_fault_t vfio_pci_mmap_fault(struct vm_fault *vmf)
1534 {
1535         struct vm_area_struct *vma = vmf->vma;
1536         struct vfio_pci_device *vdev = vma->vm_private_data;
1537         vm_fault_t ret = VM_FAULT_NOPAGE;
1538
1539         mutex_lock(&vdev->vma_lock);
1540         down_read(&vdev->memory_lock);
1541
1542         if (!__vfio_pci_memory_enabled(vdev)) {
1543                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1544                 mutex_unlock(&vdev->vma_lock);
1545                 goto up_out;
1546         }
1547
1548         if (__vfio_pci_add_vma(vdev, vma)) {
1549                 ret = VM_FAULT_OOM;
1550                 mutex_unlock(&vdev->vma_lock);
1551                 goto up_out;
1552         }
1553
1554         mutex_unlock(&vdev->vma_lock);
1555
1556         if (remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_pgoff,
1557                             vma->vm_end - vma->vm_start, vma->vm_page_prot))
1558                 ret = VM_FAULT_SIGBUS;
1559
1560 up_out:
1561         up_read(&vdev->memory_lock);
1562         return ret;
1563 }
1564
1565 static const struct vm_operations_struct vfio_pci_mmap_ops = {
1566         .open = vfio_pci_mmap_open,
1567         .close = vfio_pci_mmap_close,
1568         .fault = vfio_pci_mmap_fault,
1569 };
1570
1571 static int vfio_pci_mmap(void *device_data, struct vm_area_struct *vma)
1572 {
1573         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
1574         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
1575         unsigned int index;
1576         u64 phys_len, req_len, pgoff, req_start;
1577         int ret;
1578
1579         index = vma->vm_pgoff >> (VFIO_PCI_OFFSET_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1580
1581         if (vma->vm_end < vma->vm_start)
1582                 return -EINVAL;
1583         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) == 0)
1584                 return -EINVAL;
1585         if (index >= VFIO_PCI_NUM_REGIONS) {
1586                 int regnum = index - VFIO_PCI_NUM_REGIONS;
1587                 struct vfio_pci_region *region = vdev->region + regnum;
1588
1589                 if (region && region->ops && region->ops->mmap &&
1590                     (region->flags & VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP))
1591                         return region->ops->mmap(vdev, region, vma);
1592                 return -EINVAL;
1593         }
1594         if (index >= VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX)
1595                 return -EINVAL;
1596         if (!vdev->bar_mmap_supported[index])
1597                 return -EINVAL;
1598
1599         phys_len = PAGE_ALIGN(pci_resource_len(pdev, index));
1600         req_len = vma->vm_end - vma->vm_start;
1601         pgoff = vma->vm_pgoff &
1602                 ((1U << (VFIO_PCI_OFFSET_SHIFT - PAGE_SHIFT)) - 1);
1603         req_start = pgoff << PAGE_SHIFT;
1604
1605         if (req_start + req_len > phys_len)
1606                 return -EINVAL;
1607
1608         /*
1609          * Even though we don't make use of the barmap for the mmap,
1610          * we need to request the region and the barmap tracks that.
1611          */
1612         if (!vdev->barmap[index]) {
1613                 ret = pci_request_selected_regions(pdev,
1614                                                    1 << index, "vfio-pci");
1615                 if (ret)
1616                         return ret;
1617
1618                 vdev->barmap[index] = pci_iomap(pdev, index, 0);
1619                 if (!vdev->barmap[index]) {
1620                         pci_release_selected_regions(pdev, 1 << index);
1621                         return -ENOMEM;
1622                 }
1623         }
1624
1625         vma->vm_private_data = vdev;
1626         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
1627         vma->vm_pgoff = (pci_resource_start(pdev, index) >> PAGE_SHIFT) + pgoff;
1628
1629         /*
1630          * See remap_pfn_range(), called from vfio_pci_fault() but we can't
1631          * change vm_flags within the fault handler.  Set them now.
1632          */
1633         vma->vm_flags |= VM_IO | VM_PFNMAP | VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP;
1634         vma->vm_ops = &vfio_pci_mmap_ops;
1635
1636         return 0;
1637 }
1638
1639 static void vfio_pci_request(void *device_data, unsigned int count)
1640 {
1641         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
1642         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
1643
1644         mutex_lock(&vdev->igate);
1645
1646         if (vdev->req_trigger) {
1647                 if (!(count % 10))
1648                         pci_notice_ratelimited(pdev,
1649                                 "Relaying device request to user (#%u)\n",
1650                                 count);
1651                 eventfd_signal(vdev->req_trigger, 1);
1652         } else if (count == 0) {
1653                 pci_warn(pdev,
1654                         "No device request channel registered, blocked until released by user\n");
1655         }
1656
1657         mutex_unlock(&vdev->igate);
1658 }
1659
1660 static int vfio_pci_validate_vf_token(struct vfio_pci_device *vdev,
1661                                       bool vf_token, uuid_t *uuid)
1662 {
1663         /*
1664          * There's always some degree of trust or collaboration between SR-IOV
1665          * PF and VFs, even if just that the PF hosts the SR-IOV capability and
1666          * can disrupt VFs with a reset, but often the PF has more explicit
1667          * access to deny service to the VF or access data passed through the
1668          * VF.  We therefore require an opt-in via a shared VF token (UUID) to
1669          * represent this trust.  This both prevents that a VF driver might
1670          * assume the PF driver is a trusted, in-kernel driver, and also that
1671          * a PF driver might be replaced with a rogue driver, unknown to in-use
1672          * VF drivers.
1673          *
1674          * Therefore when presented with a VF, if the PF is a vfio device and
1675          * it is bound to the vfio-pci driver, the user needs to provide a VF
1676          * token to access the device, in the form of appending a vf_token to
1677          * the device name, for example:
1678          *
1679          * "0000:04:10.0 vf_token=bd8d9d2b-5a5f-4f5a-a211-f591514ba1f3"
1680          *
1681          * When presented with a PF which has VFs in use, the user must also
1682          * provide the current VF token to prove collaboration with existing
1683          * VF users.  If VFs are not in use, the VF token provided for the PF
1684          * device will act to set the VF token.
1685          *
1686          * If the VF token is provided but unused, an error is generated.
1687          */
1688         if (!vdev->pdev->is_virtfn && !vdev->vf_token && !vf_token)
1689                 return 0; /* No VF token provided or required */
1690
1691         if (vdev->pdev->is_virtfn) {
1692                 struct vfio_device *pf_dev;
1693                 struct vfio_pci_device *pf_vdev = get_pf_vdev(vdev, &pf_dev);
1694                 bool match;
1695
1696                 if (!pf_vdev) {
1697                         if (!vf_token)
1698                                 return 0; /* PF is not vfio-pci, no VF token */
1699
1700                         pci_info_ratelimited(vdev->pdev,
1701                                 "VF token incorrectly provided, PF not bound to vfio-pci\n");
1702                         return -EINVAL;
1703                 }
1704
1705                 if (!vf_token) {
1706                         vfio_device_put(pf_dev);
1707                         pci_info_ratelimited(vdev->pdev,
1708                                 "VF token required to access device\n");
1709                         return -EACCES;
1710                 }
1711
1712                 mutex_lock(&pf_vdev->vf_token->lock);
1713                 match = uuid_equal(uuid, &pf_vdev->vf_token->uuid);
1714                 mutex_unlock(&pf_vdev->vf_token->lock);
1715
1716                 vfio_device_put(pf_dev);
1717
1718                 if (!match) {
1719                         pci_info_ratelimited(vdev->pdev,
1720                                 "Incorrect VF token provided for device\n");
1721                         return -EACCES;
1722                 }
1723         } else if (vdev->vf_token) {
1724                 mutex_lock(&vdev->vf_token->lock);
1725                 if (vdev->vf_token->users) {
1726                         if (!vf_token) {
1727                                 mutex_unlock(&vdev->vf_token->lock);
1728                                 pci_info_ratelimited(vdev->pdev,
1729                                         "VF token required to access device\n");
1730                                 return -EACCES;
1731                         }
1732
1733                         if (!uuid_equal(uuid, &vdev->vf_token->uuid)) {
1734                                 mutex_unlock(&vdev->vf_token->lock);
1735                                 pci_info_ratelimited(vdev->pdev,
1736                                         "Incorrect VF token provided for device\n");
1737                                 return -EACCES;
1738                         }
1739                 } else if (vf_token) {
1740                         uuid_copy(&vdev->vf_token->uuid, uuid);
1741                 }
1742
1743                 mutex_unlock(&vdev->vf_token->lock);
1744         } else if (vf_token) {
1745                 pci_info_ratelimited(vdev->pdev,
1746                         "VF token incorrectly provided, not a PF or VF\n");
1747                 return -EINVAL;
1748         }
1749
1750         return 0;
1751 }
1752
1753 #define VF_TOKEN_ARG "vf_token="
1754
1755 static int vfio_pci_match(void *device_data, char *buf)
1756 {
1757         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
1758         bool vf_token = false;
1759         uuid_t uuid;
1760         int ret;
1761
1762         if (strncmp(pci_name(vdev->pdev), buf, strlen(pci_name(vdev->pdev))))
1763                 return 0; /* No match */
1764
1765         if (strlen(buf) > strlen(pci_name(vdev->pdev))) {
1766                 buf += strlen(pci_name(vdev->pdev));
1767
1768                 if (*buf != ' ')
1769                         return 0; /* No match: non-whitespace after name */
1770
1771                 while (*buf) {
1772                         if (*buf == ' ') {
1773                                 buf++;
1774                                 continue;
1775                         }
1776
1777                         if (!vf_token && !strncmp(buf, VF_TOKEN_ARG,
1778                                                   strlen(VF_TOKEN_ARG))) {
1779                                 buf += strlen(VF_TOKEN_ARG);
1780
1781                                 if (strlen(buf) < UUID_STRING_LEN)
1782                                         return -EINVAL;
1783
1784                                 ret = uuid_parse(buf, &uuid);
1785                                 if (ret)
1786                                         return ret;
1787
1788                                 vf_token = true;
1789                                 buf += UUID_STRING_LEN;
1790                         } else {
1791                                 /* Unknown/duplicate option */
1792                                 return -EINVAL;
1793                         }
1794                 }
1795         }
1796
1797         ret = vfio_pci_validate_vf_token(vdev, vf_token, &uuid);
1798         if (ret)
1799                 return ret;
1800
1801         return 1; /* Match */
1802 }
1803
1804 static const struct vfio_device_ops vfio_pci_ops = {
1805         .name           = "vfio-pci",
1806         .open           = vfio_pci_open,
1807         .release        = vfio_pci_release,
1808         .ioctl          = vfio_pci_ioctl,
1809         .read           = vfio_pci_read,
1810         .write          = vfio_pci_write,
1811         .mmap           = vfio_pci_mmap,
1812         .request        = vfio_pci_request,
1813         .match          = vfio_pci_match,
1814 };
1815
1816 static int vfio_pci_reflck_attach(struct vfio_pci_device *vdev);
1817 static void vfio_pci_reflck_put(struct vfio_pci_reflck *reflck);
1818 static struct pci_driver vfio_pci_driver;
1819
1820 static int vfio_pci_bus_notifier(struct notifier_block *nb,
1821                                  unsigned long action, void *data)
1822 {
1823         struct vfio_pci_device *vdev = container_of(nb,
1824                                                     struct vfio_pci_device, nb);
1825         struct device *dev = data;
1826         struct pci_dev *pdev = to_pci_dev(dev);
1827         struct pci_dev *physfn = pci_physfn(pdev);
1828
1829         if (action == BUS_NOTIFY_ADD_DEVICE &&
1830             pdev->is_virtfn && physfn == vdev->pdev) {
1831                 pci_info(vdev->pdev, "Captured SR-IOV VF %s driver_override\n",
1832                          pci_name(pdev));
1833                 pdev->driver_override = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s",
1834                                                   vfio_pci_ops.name);
1835         } else if (action == BUS_NOTIFY_BOUND_DRIVER &&
1836                    pdev->is_virtfn && physfn == vdev->pdev) {
1837                 struct pci_driver *drv = pci_dev_driver(pdev);
1838
1839                 if (drv && drv != &vfio_pci_driver)
1840                         pci_warn(vdev->pdev,
1841                                  "VF %s bound to driver %s while PF bound to vfio-pci\n",
1842                                  pci_name(pdev), drv->name);
1843         }
1844
1845         return 0;
1846 }
1847
1848 static int vfio_pci_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
1849 {
1850         struct vfio_pci_device *vdev;
1851         struct iommu_group *group;
1852         int ret;
1853
1854         if (pdev->hdr_type != PCI_HEADER_TYPE_NORMAL)
1855                 return -EINVAL;
1856
1857         /*
1858          * Prevent binding to PFs with VFs enabled, the VFs might be in use
1859          * by the host or other users.  We cannot capture the VFs if they
1860          * already exist, nor can we track VF users.  Disabling SR-IOV here
1861          * would initiate removing the VFs, which would unbind the driver,
1862          * which is prone to blocking if that VF is also in use by vfio-pci.
1863          * Just reject these PFs and let the user sort it out.
1864          */
1865         if (pci_num_vf(pdev)) {
1866                 pci_warn(pdev, "Cannot bind to PF with SR-IOV enabled\n");
1867                 return -EBUSY;
1868         }
1869
1870         group = vfio_iommu_group_get(&pdev->dev);
1871         if (!group)
1872                 return -EINVAL;
1873
1874         vdev = kzalloc(sizeof(*vdev), GFP_KERNEL);
1875         if (!vdev) {
1876                 ret = -ENOMEM;
1877                 goto out_group_put;
1878         }
1879
1880         vdev->pdev = pdev;
1881         vdev->irq_type = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
1882         mutex_init(&vdev->igate);
1883         spin_lock_init(&vdev->irqlock);
1884         mutex_init(&vdev->ioeventfds_lock);
1885         INIT_LIST_HEAD(&vdev->ioeventfds_list);
1886         mutex_init(&vdev->vma_lock);
1887         INIT_LIST_HEAD(&vdev->vma_list);
1888         init_rwsem(&vdev->memory_lock);
1889
1890         ret = vfio_add_group_dev(&pdev->dev, &vfio_pci_ops, vdev);
1891         if (ret)
1892                 goto out_free;
1893
1894         ret = vfio_pci_reflck_attach(vdev);
1895         if (ret)
1896                 goto out_del_group_dev;
1897
1898         if (pdev->is_physfn) {
1899                 vdev->vf_token = kzalloc(sizeof(*vdev->vf_token), GFP_KERNEL);
1900                 if (!vdev->vf_token) {
1901                         ret = -ENOMEM;
1902                         goto out_reflck;
1903                 }
1904
1905                 mutex_init(&vdev->vf_token->lock);
1906                 uuid_gen(&vdev->vf_token->uuid);
1907
1908                 vdev->nb.notifier_call = vfio_pci_bus_notifier;
1909                 ret = bus_register_notifier(&pci_bus_type, &vdev->nb);
1910                 if (ret)
1911                         goto out_vf_token;
1912         }
1913
1914         if (vfio_pci_is_vga(pdev)) {
1915                 vga_client_register(pdev, vdev, NULL, vfio_pci_set_vga_decode);
1916                 vga_set_legacy_decoding(pdev,
1917                                         vfio_pci_set_vga_decode(vdev, false));
1918         }
1919
1920         vfio_pci_probe_power_state(vdev);
1921
1922         if (!disable_idle_d3) {
1923                 /*
1924                  * pci-core sets the device power state to an unknown value at
1925                  * bootup and after being removed from a driver.  The only
1926                  * transition it allows from this unknown state is to D0, which
1927                  * typically happens when a driver calls pci_enable_device().
1928                  * We're not ready to enable the device yet, but we do want to
1929                  * be able to get to D3.  Therefore first do a D0 transition
1930                  * before going to D3.
1931                  */
1932                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D0);
1933                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D3hot);
1934         }
1935
1936         return ret;
1937
1938 out_vf_token:
1939         kfree(vdev->vf_token);
1940 out_reflck:
1941         vfio_pci_reflck_put(vdev->reflck);
1942 out_del_group_dev:
1943         vfio_del_group_dev(&pdev->dev);
1944 out_free:
1945         kfree(vdev);
1946 out_group_put:
1947         vfio_iommu_group_put(group, &pdev->dev);
1948         return ret;
1949 }
1950
1951 static void vfio_pci_remove(struct pci_dev *pdev)
1952 {
1953         struct vfio_pci_device *vdev;
1954
1955         pci_disable_sriov(pdev);
1956
1957         vdev = vfio_del_group_dev(&pdev->dev);
1958         if (!vdev)
1959                 return;
1960
1961         if (vdev->vf_token) {
1962                 WARN_ON(vdev->vf_token->users);
1963                 mutex_destroy(&vdev->vf_token->lock);
1964                 kfree(vdev->vf_token);
1965         }
1966
1967         if (vdev->nb.notifier_call)
1968                 bus_unregister_notifier(&pci_bus_type, &vdev->nb);
1969
1970         vfio_pci_reflck_put(vdev->reflck);
1971
1972         vfio_iommu_group_put(pdev->dev.iommu_group, &pdev->dev);
1973         kfree(vdev->region);
1974         mutex_destroy(&vdev->ioeventfds_lock);
1975
1976         if (!disable_idle_d3)
1977                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D0);
1978
1979         kfree(vdev->pm_save);
1980         kfree(vdev);
1981
1982         if (vfio_pci_is_vga(pdev)) {
1983                 vga_client_register(pdev, NULL, NULL, NULL);
1984                 vga_set_legacy_decoding(pdev,
1985                                 VGA_RSRC_NORMAL_IO | VGA_RSRC_NORMAL_MEM |
1986                                 VGA_RSRC_LEGACY_IO | VGA_RSRC_LEGACY_MEM);
1987         }
1988 }
1989
1990 static pci_ers_result_t vfio_pci_aer_err_detected(struct pci_dev *pdev,
1991                                                   pci_channel_state_t state)
1992 {
1993         struct vfio_pci_device *vdev;
1994         struct vfio_device *device;
1995
1996         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
1997         if (device == NULL)
1998                 return PCI_ERS_RESULT_DISCONNECT;
1999
2000         vdev = vfio_device_data(device);
2001         if (vdev == NULL) {
2002                 vfio_device_put(device);
2003                 return PCI_ERS_RESULT_DISCONNECT;
2004         }
2005
2006         mutex_lock(&vdev->igate);
2007
2008         if (vdev->err_trigger)
2009                 eventfd_signal(vdev->err_trigger, 1);
2010
2011         mutex_unlock(&vdev->igate);
2012
2013         vfio_device_put(device);
2014
2015         return PCI_ERS_RESULT_CAN_RECOVER;
2016 }
2017
2018 static int vfio_pci_sriov_configure(struct pci_dev *pdev, int nr_virtfn)
2019 {
2020         struct vfio_pci_device *vdev;
2021         struct vfio_device *device;
2022         int ret = 0;
2023
2024         might_sleep();
2025
2026         if (!enable_sriov)
2027                 return -ENOENT;
2028
2029         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
2030         if (!device)
2031                 return -ENODEV;
2032
2033         vdev = vfio_device_data(device);
2034         if (!vdev) {
2035                 vfio_device_put(device);
2036                 return -ENODEV;
2037         }
2038
2039         if (nr_virtfn == 0)
2040                 pci_disable_sriov(pdev);
2041         else
2042                 ret = pci_enable_sriov(pdev, nr_virtfn);
2043
2044         vfio_device_put(device);
2045
2046         return ret < 0 ? ret : nr_virtfn;
2047 }
2048
2049 static const struct pci_error_handlers vfio_err_handlers = {
2050         .error_detected = vfio_pci_aer_err_detected,
2051 };
2052
2053 static struct pci_driver vfio_pci_driver = {
2054         .name                   = "vfio-pci",
2055         .id_table               = NULL, /* only dynamic ids */
2056         .probe                  = vfio_pci_probe,
2057         .remove                 = vfio_pci_remove,
2058         .sriov_configure        = vfio_pci_sriov_configure,
2059         .err_handler            = &vfio_err_handlers,
2060 };
2061
2062 static DEFINE_MUTEX(reflck_lock);
2063
2064 static struct vfio_pci_reflck *vfio_pci_reflck_alloc(void)
2065 {
2066         struct vfio_pci_reflck *reflck;
2067
2068         reflck = kzalloc(sizeof(*reflck), GFP_KERNEL);
2069         if (!reflck)
2070                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
2071
2072         kref_init(&reflck->kref);
2073         mutex_init(&reflck->lock);
2074
2075         return reflck;
2076 }
2077
2078 static void vfio_pci_reflck_get(struct vfio_pci_reflck *reflck)
2079 {
2080         kref_get(&reflck->kref);
2081 }
2082
2083 static int vfio_pci_reflck_find(struct pci_dev *pdev, void *data)
2084 {
2085         struct vfio_pci_reflck **preflck = data;
2086         struct vfio_device *device;
2087         struct vfio_pci_device *vdev;
2088
2089         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
2090         if (!device)
2091                 return 0;
2092
2093         if (pci_dev_driver(pdev) != &vfio_pci_driver) {
2094                 vfio_device_put(device);
2095                 return 0;
2096         }
2097
2098         vdev = vfio_device_data(device);
2099
2100         if (vdev->reflck) {
2101                 vfio_pci_reflck_get(vdev->reflck);
2102                 *preflck = vdev->reflck;
2103                 vfio_device_put(device);
2104                 return 1;
2105         }
2106
2107         vfio_device_put(device);
2108         return 0;
2109 }
2110
2111 static int vfio_pci_reflck_attach(struct vfio_pci_device *vdev)
2112 {
2113         bool slot = !pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot);
2114
2115         mutex_lock(&reflck_lock);
2116
2117         if (pci_is_root_bus(vdev->pdev->bus) ||
2118             vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev, vfio_pci_reflck_find,
2119                                           &vdev->reflck, slot) <= 0)
2120                 vdev->reflck = vfio_pci_reflck_alloc();
2121
2122         mutex_unlock(&reflck_lock);
2123
2124         return PTR_ERR_OR_ZERO(vdev->reflck);
2125 }
2126
2127 static void vfio_pci_reflck_release(struct kref *kref)
2128 {
2129         struct vfio_pci_reflck *reflck = container_of(kref,
2130                                                       struct vfio_pci_reflck,
2131                                                       kref);
2132
2133         kfree(reflck);
2134         mutex_unlock(&reflck_lock);
2135 }
2136
2137 static void vfio_pci_reflck_put(struct vfio_pci_reflck *reflck)
2138 {
2139         kref_put_mutex(&reflck->kref, vfio_pci_reflck_release, &reflck_lock);
2140 }
2141
2142 static int vfio_pci_get_unused_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
2143 {
2144         struct vfio_devices *devs = data;
2145         struct vfio_device *device;
2146         struct vfio_pci_device *vdev;
2147
2148         if (devs->cur_index == devs->max_index)
2149                 return -ENOSPC;
2150
2151         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
2152         if (!device)
2153                 return -EINVAL;
2154
2155         if (pci_dev_driver(pdev) != &vfio_pci_driver) {
2156                 vfio_device_put(device);
2157                 return -EBUSY;
2158         }
2159
2160         vdev = vfio_device_data(device);
2161
2162         /* Fault if the device is not unused */
2163         if (vdev->refcnt) {
2164                 vfio_device_put(device);
2165                 return -EBUSY;
2166         }
2167
2168         devs->devices[devs->cur_index++] = device;
2169         return 0;
2170 }
2171
2172 static int vfio_pci_try_zap_and_vma_lock_cb(struct pci_dev *pdev, void *data)
2173 {
2174         struct vfio_devices *devs = data;
2175         struct vfio_device *device;
2176         struct vfio_pci_device *vdev;
2177
2178         if (devs->cur_index == devs->max_index)
2179                 return -ENOSPC;
2180
2181         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
2182         if (!device)
2183                 return -EINVAL;
2184
2185         if (pci_dev_driver(pdev) != &vfio_pci_driver) {
2186                 vfio_device_put(device);
2187                 return -EBUSY;
2188         }
2189
2190         vdev = vfio_device_data(device);
2191
2192         /*
2193          * Locking multiple devices is prone to deadlock, runaway and
2194          * unwind if we hit contention.
2195          */
2196         if (!vfio_pci_zap_and_vma_lock(vdev, true)) {
2197                 vfio_device_put(device);
2198                 return -EBUSY;
2199         }
2200
2201         devs->devices[devs->cur_index++] = device;
2202         return 0;
2203 }
2204
2205 /*
2206  * If a bus or slot reset is available for the provided device and:
2207  *  - All of the devices affected by that bus or slot reset are unused
2208  *    (!refcnt)
2209  *  - At least one of the affected devices is marked dirty via
2210  *    needs_reset (such as by lack of FLR support)
2211  * Then attempt to perform that bus or slot reset.  Callers are required
2212  * to hold vdev->reflck->lock, protecting the bus/slot reset group from
2213  * concurrent opens.  A vfio_device reference is acquired for each device
2214  * to prevent unbinds during the reset operation.
2215  *
2216  * NB: vfio-core considers a group to be viable even if some devices are
2217  * bound to drivers like pci-stub or pcieport.  Here we require all devices
2218  * to be bound to vfio_pci since that's the only way we can be sure they
2219  * stay put.
2220  */
2221 static void vfio_pci_try_bus_reset(struct vfio_pci_device *vdev)
2222 {
2223         struct vfio_devices devs = { .cur_index = 0 };
2224         int i = 0, ret = -EINVAL;
2225         bool slot = false;
2226         struct vfio_pci_device *tmp;
2227
2228         if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
2229                 slot = true;
2230         else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
2231                 return;
2232
2233         if (vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev, vfio_pci_count_devs,
2234                                           &i, slot) || !i)
2235                 return;
2236
2237         devs.max_index = i;
2238         devs.devices = kcalloc(i, sizeof(struct vfio_device *), GFP_KERNEL);
2239         if (!devs.devices)
2240                 return;
2241
2242         if (vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
2243                                           vfio_pci_get_unused_devs,
2244                                           &devs, slot))
2245                 goto put_devs;
2246
2247         /* Does at least one need a reset? */
2248         for (i = 0; i < devs.cur_index; i++) {
2249                 tmp = vfio_device_data(devs.devices[i]);
2250                 if (tmp->needs_reset) {
2251                         ret = pci_reset_bus(vdev->pdev);
2252                         break;
2253                 }
2254         }
2255
2256 put_devs:
2257         for (i = 0; i < devs.cur_index; i++) {
2258                 tmp = vfio_device_data(devs.devices[i]);
2259
2260                 /*
2261                  * If reset was successful, affected devices no longer need
2262                  * a reset and we should return all the collateral devices
2263                  * to low power.  If not successful, we either didn't reset
2264                  * the bus or timed out waiting for it, so let's not touch
2265                  * the power state.
2266                  */
2267                 if (!ret) {
2268                         tmp->needs_reset = false;
2269
2270                         if (tmp != vdev && !disable_idle_d3)
2271                                 vfio_pci_set_power_state(tmp, PCI_D3hot);
2272                 }
2273
2274                 vfio_device_put(devs.devices[i]);
2275         }
2276
2277         kfree(devs.devices);
2278 }
2279
2280 static void __exit vfio_pci_cleanup(void)
2281 {
2282         pci_unregister_driver(&vfio_pci_driver);
2283         vfio_pci_uninit_perm_bits();
2284 }
2285
2286 static void __init vfio_pci_fill_ids(void)
2287 {
2288         char *p, *id;
2289         int rc;
2290
2291         /* no ids passed actually */
2292         if (ids[0] == '\0')
2293                 return;
2294
2295         /* add ids specified in the module parameter */
2296         p = ids;
2297         while ((id = strsep(&p, ","))) {
2298                 unsigned int vendor, device, subvendor = PCI_ANY_ID,
2299                         subdevice = PCI_ANY_ID, class = 0, class_mask = 0;
2300                 int fields;
2301
2302                 if (!strlen(id))
2303                         continue;
2304
2305                 fields = sscanf(id, "%x:%x:%x:%x:%x:%x",
2306                                 &vendor, &device, &subvendor, &subdevice,
2307                                 &class, &class_mask);
2308
2309                 if (fields < 2) {
2310                         pr_warn("invalid id string \"%s\"\n", id);
2311                         continue;
2312                 }
2313
2314                 rc = pci_add_dynid(&vfio_pci_driver, vendor, device,
2315                                    subvendor, subdevice, class, class_mask, 0);
2316                 if (rc)
2317                         pr_warn("failed to add dynamic id [%04x:%04x[%04x:%04x]] class %#08x/%08x (%d)\n",
2318                                 vendor, device, subvendor, subdevice,
2319                                 class, class_mask, rc);
2320                 else
2321                         pr_info("add [%04x:%04x[%04x:%04x]] class %#08x/%08x\n",
2322                                 vendor, device, subvendor, subdevice,
2323                                 class, class_mask);
2324         }
2325 }
2326
2327 static int __init vfio_pci_init(void)
2328 {
2329         int ret;
2330
2331         /* Allocate shared config space permision data used by all devices */
2332         ret = vfio_pci_init_perm_bits();
2333         if (ret)
2334                 return ret;
2335
2336         /* Register and scan for devices */
2337         ret = pci_register_driver(&vfio_pci_driver);
2338         if (ret)
2339                 goto out_driver;
2340
2341         vfio_pci_fill_ids();
2342
2343         return 0;
2344
2345 out_driver:
2346         vfio_pci_uninit_perm_bits();
2347         return ret;
2348 }
2349
2350 module_init(vfio_pci_init);
2351 module_exit(vfio_pci_cleanup);
2352
2353 MODULE_VERSION(DRIVER_VERSION);
2354 MODULE_LICENSE("GPL v2");
2355 MODULE_AUTHOR(DRIVER_AUTHOR);
2356 MODULE_DESCRIPTION(DRIVER_DESC);