drivers/vfio/pci/vfio_pci.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
   3  *     Author: Alex Williamson <[email protected]>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
   7  * published by the Free Software Foundation.
   8  *
   9  * Derived from original vfio:
  10  * Copyright 2010 Cisco Systems, Inc.  All rights reserved.
  11  * Author: Tom Lyon, [email protected]
  12  */
  13
  14 #include <linux/device.h>
  15 #include <linux/eventfd.h>
  16 #include <linux/file.h>
  17 #include <linux/interrupt.h>
  18 #include <linux/iommu.h>
  19 #include <linux/module.h>
  20 #include <linux/mutex.h>
  21 #include <linux/notifier.h>
  22 #include <linux/pci.h>
  23 #include <linux/pm_runtime.h>
  24 #include <linux/slab.h>
  25 #include <linux/types.h>
  26 #include <linux/uaccess.h>
  27 #include <linux/vfio.h>
  28
  29 #include "vfio_pci_private.h"
  30
  31 #define DRIVER_VERSION  "0.2"
  32 #define DRIVER_AUTHOR   "Alex Williamson <[email protected]>"
  33 #define DRIVER_DESC     "VFIO PCI - User Level meta-driver"
  34
  35 static bool nointxmask;
  36 module_param_named(nointxmask, nointxmask, bool, S_IRUGO | S_IWUSR);
  37 MODULE_PARM_DESC(nointxmask,
  38                   "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.");
  39
  40 static DEFINE_MUTEX(driver_lock);
  41
  42 static void vfio_pci_try_bus_reset(struct vfio_pci_device *vdev);
  43
  44 static int vfio_pci_enable(struct vfio_pci_device *vdev)
  45 {
  46         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
  47         int ret;
  48         u16 cmd;
  49         u8 msix_pos;
  50
  51         /* Don't allow our initial saved state to include busmaster */
  52         pci_clear_master(pdev);
  53
  54         ret = pci_enable_device(pdev);
  55         if (ret)
  56                 return ret;
  57
  58         vdev->reset_works = (pci_reset_function(pdev) == 0);
  59         pci_save_state(pdev);
  60         vdev->pci_saved_state = pci_store_saved_state(pdev);
  61         if (!vdev->pci_saved_state)
  62                 pr_debug("%s: Couldn't store %s saved state\n",
  63                          __func__, dev_name(&pdev->dev));
  64
  65         ret = vfio_config_init(vdev);
  66         if (ret) {
  67                 kfree(vdev->pci_saved_state);
  68                 vdev->pci_saved_state = NULL;
  69                 pci_disable_device(pdev);
  70                 return ret;
  71         }
  72
  73         if (likely(!nointxmask))
  74                 vdev->pci_2_3 = pci_intx_mask_supported(pdev);
  75
  76         pci_read_config_word(pdev, PCI_COMMAND, &cmd);
  77         if (vdev->pci_2_3 && (cmd & PCI_COMMAND_INTX_DISABLE)) {
  78                 cmd &= ~PCI_COMMAND_INTX_DISABLE;
  79                 pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND, cmd);
  80         }
  81
  82         msix_pos = pdev->msix_cap;
  83         if (msix_pos) {
  84                 u16 flags;
  85                 u32 table;
  86
  87                 pci_read_config_word(pdev, msix_pos + PCI_MSIX_FLAGS, &flags);
  88                 pci_read_config_dword(pdev, msix_pos + PCI_MSIX_TABLE, &table);
  89
  90                 vdev->msix_bar = table & PCI_MSIX_TABLE_BIR;
  91                 vdev->msix_offset = table & PCI_MSIX_TABLE_OFFSET;
  92                 vdev->msix_size = ((flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1) * 16;
  93         } else
  94                 vdev->msix_bar = 0xFF;
  95
  96 #ifdef CONFIG_VFIO_PCI_VGA
  97         if ((pdev->class >> 8) == PCI_CLASS_DISPLAY_VGA)
  98                 vdev->has_vga = true;
  99 #endif
 100
 101         return 0;
 102 }
 103
 104 static void vfio_pci_disable(struct vfio_pci_device *vdev)
 105 {
 106         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 107         int bar;
 108
 109         /* Stop the device from further DMA */
 110         pci_clear_master(pdev);
 111
 112         vfio_pci_set_irqs_ioctl(vdev, VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE |
 113                                 VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER,
 114                                 vdev->irq_type, 0, 0, NULL);
 115
 116         vdev->virq_disabled = false;
 117
 118         vfio_config_free(vdev);
 119
 120         for (bar = PCI_STD_RESOURCES; bar <= PCI_STD_RESOURCE_END; bar++) {
 121                 if (!vdev->barmap[bar])
 122                         continue;
 123                 pci_iounmap(pdev, vdev->barmap[bar]);
 124                 pci_release_selected_regions(pdev, 1 << bar);
 125                 vdev->barmap[bar] = NULL;
 126         }
 127
 128         vdev->needs_reset = true;
 129
 130         /*
 131          * If we have saved state, restore it.  If we can reset the device,
 132          * even better.  Resetting with current state seems better than
 133          * nothing, but saving and restoring current state without reset
 134          * is just busy work.
 135          */
 136         if (pci_load_and_free_saved_state(pdev, &vdev->pci_saved_state)) {
 137                 pr_info("%s: Couldn't reload %s saved state\n",
 138                         __func__, dev_name(&pdev->dev));
 139
 140                 if (!vdev->reset_works)
 141                         goto out;
 142
 143                 pci_save_state(pdev);
 144         }
 145
 146         /*
 147          * Disable INTx and MSI, presumably to avoid spurious interrupts
 148          * during reset.  Stolen from pci_reset_function()
 149          */
 150         pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND, PCI_COMMAND_INTX_DISABLE);
 151
 152         /*
 153          * Try to reset the device.  The success of this is dependent on
 154          * being able to lock the device, which is not always possible.
 155          */
 156         if (vdev->reset_works) {
 157                 int ret = pci_try_reset_function(pdev);
 158                 if (ret)
 159                         pr_warn("%s: Failed to reset device %s (%d)\n",
 160                                 __func__, dev_name(&pdev->dev), ret);
 161                 else
 162                         vdev->needs_reset = false;
 163         }
 164
 165         pci_restore_state(pdev);
 166 out:
 167         pci_disable_device(pdev);
 168
 169         vfio_pci_try_bus_reset(vdev);
 170 }
 171
 172 static void vfio_pci_release(void *device_data)
 173 {
 174         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 175
 176         mutex_lock(&driver_lock);
 177
 178         if (!(--vdev->refcnt)) {
 179                 vfio_spapr_pci_eeh_release(vdev->pdev);
 180                 vfio_pci_disable(vdev);
 181         }
 182
 183         mutex_unlock(&driver_lock);
 184
 185         module_put(THIS_MODULE);
 186 }
 187
 188 static int vfio_pci_open(void *device_data)
 189 {
 190         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 191         int ret = 0;
 192
 193         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 194                 return -ENODEV;
 195
 196         mutex_lock(&driver_lock);
 197
 198         if (!vdev->refcnt) {
 199                 ret = vfio_pci_enable(vdev);
 200                 if (ret)
 201                         goto error;
 202
 203                 vfio_spapr_pci_eeh_open(vdev->pdev);
 204         }
 205         vdev->refcnt++;
 206 error:
 207         mutex_unlock(&driver_lock);
 208         if (ret)
 209                 module_put(THIS_MODULE);
 210         return ret;
 211 }
 212
 213 static int vfio_pci_get_irq_count(struct vfio_pci_device *vdev, int irq_type)
 214 {
 215         if (irq_type == VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX) {
 216                 u8 pin;
 217                 pci_read_config_byte(vdev->pdev, PCI_INTERRUPT_PIN, &pin);
 218                 if (IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_INTX) && pin)
 219                         return 1;
 220
 221         } else if (irq_type == VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX) {
 222                 u8 pos;
 223                 u16 flags;
 224
 225                 pos = vdev->pdev->msi_cap;
 226                 if (pos) {
 227                         pci_read_config_word(vdev->pdev,
 228                                              pos + PCI_MSI_FLAGS, &flags);
 229                         return 1 << ((flags & PCI_MSI_FLAGS_QMASK) >> 1);
 230                 }
 231         } else if (irq_type == VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX) {
 232                 u8 pos;
 233                 u16 flags;
 234
 235                 pos = vdev->pdev->msix_cap;
 236                 if (pos) {
 237                         pci_read_config_word(vdev->pdev,
 238                                              pos + PCI_MSIX_FLAGS, &flags);
 239
 240                         return (flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1;
 241                 }
 242         } else if (irq_type == VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX) {
 243                 if (pci_is_pcie(vdev->pdev))
 244                         return 1;
 245         } else if (irq_type == VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX) {
 246                 return 1;
 247         }
 248
 249         return 0;
 250 }
 251
 252 static int vfio_pci_count_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 253 {
 254         (*(int *)data)++;
 255         return 0;
 256 }
 257
 258 struct vfio_pci_fill_info {
 259         int max;
 260         int cur;
 261         struct vfio_pci_dependent_device *devices;
 262 };
 263
 264 static int vfio_pci_fill_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 265 {
 266         struct vfio_pci_fill_info *fill = data;
 267         struct iommu_group *iommu_group;
 268
 269         if (fill->cur == fill->max)
 270                 return -EAGAIN; /* Something changed, try again */
 271
 272         iommu_group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 273         if (!iommu_group)
 274                 return -EPERM; /* Cannot reset non-isolated devices */
 275
 276         fill->devices[fill->cur].group_id = iommu_group_id(iommu_group);
 277         fill->devices[fill->cur].segment = pci_domain_nr(pdev->bus);
 278         fill->devices[fill->cur].bus = pdev->bus->number;
 279         fill->devices[fill->cur].devfn = pdev->devfn;
 280         fill->cur++;
 281         iommu_group_put(iommu_group);
 282         return 0;
 283 }
 284
 285 struct vfio_pci_group_entry {
 286         struct vfio_group *group;
 287         int id;
 288 };
 289
 290 struct vfio_pci_group_info {
 291         int count;
 292         struct vfio_pci_group_entry *groups;
 293 };
 294
 295 static int vfio_pci_validate_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 296 {
 297         struct vfio_pci_group_info *info = data;
 298         struct iommu_group *group;
 299         int id, i;
 300
 301         group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 302         if (!group)
 303                 return -EPERM;
 304
 305         id = iommu_group_id(group);
 306
 307         for (i = 0; i < info->count; i++)
 308                 if (info->groups[i].id == id)
 309                         break;
 310
 311         iommu_group_put(group);
 312
 313         return (i == info->count) ? -EINVAL : 0;
 314 }
 315
 316 static bool vfio_pci_dev_below_slot(struct pci_dev *pdev, struct pci_slot *slot)
 317 {
 318         for (; pdev; pdev = pdev->bus->self)
 319                 if (pdev->bus == slot->bus)
 320                         return (pdev->slot == slot);
 321         return false;
 322 }
 323
 324 struct vfio_pci_walk_info {
 325         int (*fn)(struct pci_dev *, void *data);
 326         void *data;
 327         struct pci_dev *pdev;
 328         bool slot;
 329         int ret;
 330 };
 331
 332 static int vfio_pci_walk_wrapper(struct pci_dev *pdev, void *data)
 333 {
 334         struct vfio_pci_walk_info *walk = data;
 335
 336         if (!walk->slot || vfio_pci_dev_below_slot(pdev, walk->pdev->slot))
 337                 walk->ret = walk->fn(pdev, walk->data);
 338
 339         return walk->ret;
 340 }
 341
 342 static int vfio_pci_for_each_slot_or_bus(struct pci_dev *pdev,
 343                                          int (*fn)(struct pci_dev *,
 344                                                    void *data), void *data,
 345                                          bool slot)
 346 {
 347         struct vfio_pci_walk_info walk = {
 348                 .fn = fn, .data = data, .pdev = pdev, .slot = slot, .ret = 0,
 349         };
 350
 351         pci_walk_bus(pdev->bus, vfio_pci_walk_wrapper, &walk);
 352
 353         return walk.ret;
 354 }
 355
 356 static long vfio_pci_ioctl(void *device_data,
 357                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
 358 {
 359         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 360         unsigned long minsz;
 361
 362         if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_INFO) {
 363                 struct vfio_device_info info;
 364
 365                 minsz = offsetofend(struct vfio_device_info, num_irqs);
 366
 367                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 368                         return -EFAULT;
 369
 370                 if (info.argsz < minsz)
 371                         return -EINVAL;
 372
 373                 info.flags = VFIO_DEVICE_FLAGS_PCI;
 374
 375                 if (vdev->reset_works)
 376                         info.flags |= VFIO_DEVICE_FLAGS_RESET;
 377
 378                 info.num_regions = VFIO_PCI_NUM_REGIONS;
 379                 info.num_irqs = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
 380
 381                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz);
 382
 383         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO) {
 384                 struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 385                 struct vfio_region_info info;
 386
 387                 minsz = offsetofend(struct vfio_region_info, offset);
 388
 389                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 390                         return -EFAULT;
 391
 392                 if (info.argsz < minsz)
 393                         return -EINVAL;
 394
 395                 switch (info.index) {
 396                 case VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX:
 397                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 398                         info.size = pdev->cfg_size;
 399                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 400                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 401                         break;
 402                 case VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX ... VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX:
 403                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 404                         info.size = pci_resource_len(pdev, info.index);
 405                         if (!info.size) {
 406                                 info.flags = 0;
 407                                 break;
 408                         }
 409
 410                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 411                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 412                         if (IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_MMAP) &&
 413                             pci_resource_flags(pdev, info.index) &
 414                             IORESOURCE_MEM && info.size >= PAGE_SIZE)
 415                                 info.flags |= VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP;
 416                         break;
 417                 case VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX:
 418                 {
 419                         void __iomem *io;
 420                         size_t size;
 421
 422                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 423                         info.flags = 0;
 424
 425                         /* Report the BAR size, not the ROM size */
 426                         info.size = pci_resource_len(pdev, info.index);
 427                         if (!info.size)
 428                                 break;
 429
 430                         /* Is it really there? */
 431                         io = pci_map_rom(pdev, &size);
 432                         if (!io || !size) {
 433                                 info.size = 0;
 434                                 break;
 435                         }
 436                         pci_unmap_rom(pdev, io);
 437
 438                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ;
 439                         break;
 440                 }
 441                 case VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX:
 442                         if (!vdev->has_vga)
 443                                 return -EINVAL;
 444
 445                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 446                         info.size = 0xc0000;
 447                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 448                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 449
 450                         break;
 451                 default:
 452                         return -EINVAL;
 453                 }
 454
 455                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz);
 456
 457         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_IRQ_INFO) {
 458                 struct vfio_irq_info info;
 459
 460                 minsz = offsetofend(struct vfio_irq_info, count);
 461
 462                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 463                         return -EFAULT;
 464
 465                 if (info.argsz < minsz || info.index >= VFIO_PCI_NUM_IRQS)
 466                         return -EINVAL;
 467
 468                 switch (info.index) {
 469                 case VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX ... VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX:
 470                 case VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX:
 471                         break;
 472                 case VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX:
 473                         if (pci_is_pcie(vdev->pdev))
 474                                 break;
 475                 /* pass thru to return error */
 476                 default:
 477                         return -EINVAL;
 478                 }
 479
 480                 info.flags = VFIO_IRQ_INFO_EVENTFD;
 481
 482                 info.count = vfio_pci_get_irq_count(vdev, info.index);
 483
 484                 if (info.index == VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX)
 485                         info.flags |= (VFIO_IRQ_INFO_MASKABLE |
 486                                        VFIO_IRQ_INFO_AUTOMASKED);
 487                 else
 488                         info.flags |= VFIO_IRQ_INFO_NORESIZE;
 489
 490                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz);
 491
 492         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_SET_IRQS) {
 493                 struct vfio_irq_set hdr;
 494                 u8 *data = NULL;
 495                 int ret = 0;
 496
 497                 minsz = offsetofend(struct vfio_irq_set, count);
 498
 499                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
 500                         return -EFAULT;
 501
 502                 if (hdr.argsz < minsz || hdr.index >= VFIO_PCI_NUM_IRQS ||
 503                     hdr.flags & ~(VFIO_IRQ_SET_DATA_TYPE_MASK |
 504                                   VFIO_IRQ_SET_ACTION_TYPE_MASK))
 505                         return -EINVAL;
 506
 507                 if (!(hdr.flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE)) {
 508                         size_t size;
 509                         int max = vfio_pci_get_irq_count(vdev, hdr.index);
 510
 511                         if (hdr.flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_BOOL)
 512                                 size = sizeof(uint8_t);
 513                         else if (hdr.flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD)
 514                                 size = sizeof(int32_t);
 515                         else
 516                                 return -EINVAL;
 517
 518                         if (hdr.argsz - minsz < hdr.count * size ||
 519                             hdr.start >= max || hdr.start + hdr.count > max)
 520                                 return -EINVAL;
 521
 522                         data = memdup_user((void __user *)(arg + minsz),
 523                                            hdr.count * size);
 524                         if (IS_ERR(data))
 525                                 return PTR_ERR(data);
 526                 }
 527
 528                 mutex_lock(&vdev->igate);
 529
 530                 ret = vfio_pci_set_irqs_ioctl(vdev, hdr.flags, hdr.index,
 531                                               hdr.start, hdr.count, data);
 532
 533                 mutex_unlock(&vdev->igate);
 534                 kfree(data);
 535
 536                 return ret;
 537
 538         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_RESET) {
 539                 return vdev->reset_works ?
 540                         pci_try_reset_function(vdev->pdev) : -EINVAL;
 541
 542         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_PCI_HOT_RESET_INFO) {
 543                 struct vfio_pci_hot_reset_info hdr;
 544                 struct vfio_pci_fill_info fill = { 0 };
 545                 struct vfio_pci_dependent_device *devices = NULL;
 546                 bool slot = false;
 547                 int ret = 0;
 548
 549                 minsz = offsetofend(struct vfio_pci_hot_reset_info, count);
 550
 551                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
 552                         return -EFAULT;
 553
 554                 if (hdr.argsz < minsz)
 555                         return -EINVAL;
 556
 557                 hdr.flags = 0;
 558
 559                 /* Can we do a slot or bus reset or neither? */
 560                 if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
 561                         slot = true;
 562                 else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
 563                         return -ENODEV;
 564
 565                 /* How many devices are affected? */
 566                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
 567                                                     vfio_pci_count_devs,
 568                                                     &fill.max, slot);
 569                 if (ret)
 570                         return ret;
 571
 572                 WARN_ON(!fill.max); /* Should always be at least one */
 573
 574                 /*
 575                  * If there's enough space, fill it now, otherwise return
 576                  * -ENOSPC and the number of devices affected.
 577                  */
 578                 if (hdr.argsz < sizeof(hdr) + (fill.max * sizeof(*devices))) {
 579                         ret = -ENOSPC;
 580                         hdr.count = fill.max;
 581                         goto reset_info_exit;
 582                 }
 583
 584                 devices = kcalloc(fill.max, sizeof(*devices), GFP_KERNEL);
 585                 if (!devices)
 586                         return -ENOMEM;
 587
 588                 fill.devices = devices;
 589
 590                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
 591                                                     vfio_pci_fill_devs,
 592                                                     &fill, slot);
 593
 594                 /*
 595                  * If a device was removed between counting and filling,
 596                  * we may come up short of fill.max.  If a device was
 597                  * added, we'll have a return of -EAGAIN above.
 598                  */
 599                 if (!ret)
 600                         hdr.count = fill.cur;
 601
 602 reset_info_exit:
 603                 if (copy_to_user((void __user *)arg, &hdr, minsz))
 604                         ret = -EFAULT;
 605
 606                 if (!ret) {
 607                         if (copy_to_user((void __user *)(arg + minsz), devices,
 608                                          hdr.count * sizeof(*devices)))
 609                                 ret = -EFAULT;
 610                 }
 611
 612                 kfree(devices);
 613                 return ret;
 614
 615         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_PCI_HOT_RESET) {
 616                 struct vfio_pci_hot_reset hdr;
 617                 int32_t *group_fds;
 618                 struct vfio_pci_group_entry *groups;
 619                 struct vfio_pci_group_info info;
 620                 bool slot = false;
 621                 int i, count = 0, ret = 0;
 622
 623                 minsz = offsetofend(struct vfio_pci_hot_reset, count);
 624
 625                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
 626                         return -EFAULT;
 627
 628                 if (hdr.argsz < minsz || hdr.flags)
 629                         return -EINVAL;
 630
 631                 /* Can we do a slot or bus reset or neither? */
 632                 if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
 633                         slot = true;
 634                 else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
 635                         return -ENODEV;
 636
 637                 /*
 638                  * We can't let userspace give us an arbitrarily large
 639                  * buffer to copy, so verify how many we think there
 640                  * could be.  Note groups can have multiple devices so
 641                  * one group per device is the max.
 642                  */
 643                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
 644                                                     vfio_pci_count_devs,
 645                                                     &count, slot);
 646                 if (ret)
 647                         return ret;
 648
 649                 /* Somewhere between 1 and count is OK */
 650                 if (!hdr.count || hdr.count > count)
 651                         return -EINVAL;
 652
 653                 group_fds = kcalloc(hdr.count, sizeof(*group_fds), GFP_KERNEL);
 654                 groups = kcalloc(hdr.count, sizeof(*groups), GFP_KERNEL);
 655                 if (!group_fds || !groups) {
 656                         kfree(group_fds);
 657                         kfree(groups);
 658                         return -ENOMEM;
 659                 }
 660
 661                 if (copy_from_user(group_fds, (void __user *)(arg + minsz),
 662                                    hdr.count * sizeof(*group_fds))) {
 663                         kfree(group_fds);
 664                         kfree(groups);
 665                         return -EFAULT;
 666                 }
 667
 668                 /*
 669                  * For each group_fd, get the group through the vfio external
 670                  * user interface and store the group and iommu ID.  This
 671                  * ensures the group is held across the reset.
 672                  */
 673                 for (i = 0; i < hdr.count; i++) {
 674                         struct vfio_group *group;
 675                         struct fd f = fdget(group_fds[i]);
 676                         if (!f.file) {
 677                                 ret = -EBADF;
 678                                 break;
 679                         }
 680
 681                         group = vfio_group_get_external_user(f.file);
 682                         fdput(f);
 683                         if (IS_ERR(group)) {
 684                                 ret = PTR_ERR(group);
 685                                 break;
 686                         }
 687
 688                         groups[i].group = group;
 689                         groups[i].id = vfio_external_user_iommu_id(group);
 690                 }
 691
 692                 kfree(group_fds);
 693
 694                 /* release reference to groups on error */
 695                 if (ret)
 696                         goto hot_reset_release;
 697
 698                 info.count = hdr.count;
 699                 info.groups = groups;
 700
 701                 /*
 702                  * Test whether all the affected devices are contained
 703                  * by the set of groups provided by the user.
 704                  */
 705                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
 706                                                     vfio_pci_validate_devs,
 707                                                     &info, slot);
 708                 if (!ret)
 709                         /* User has access, do the reset */
 710                         ret = slot ? pci_try_reset_slot(vdev->pdev->slot) :
 711                                      pci_try_reset_bus(vdev->pdev->bus);
 712
 713 hot_reset_release:
 714                 for (i--; i >= 0; i--)
 715                         vfio_group_put_external_user(groups[i].group);
 716
 717                 kfree(groups);
 718                 return ret;
 719         }
 720
 721         return -ENOTTY;
 722 }
 723
 724 static ssize_t vfio_pci_rw(void *device_data, char __user *buf,
 725                            size_t count, loff_t *ppos, bool iswrite)
 726 {
 727         unsigned int index = VFIO_PCI_OFFSET_TO_INDEX(*ppos);
 728         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 729
 730         if (index >= VFIO_PCI_NUM_REGIONS)
 731                 return -EINVAL;
 732
 733         switch (index) {
 734         case VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX:
 735                 return vfio_pci_config_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
 736
 737         case VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX:
 738                 if (iswrite)
 739                         return -EINVAL;
 740                 return vfio_pci_bar_rw(vdev, buf, count, ppos, false);
 741
 742         case VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX ... VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX:
 743                 return vfio_pci_bar_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
 744
 745         case VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX:
 746                 return vfio_pci_vga_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
 747         }
 748
 749         return -EINVAL;
 750 }
 751
 752 static ssize_t vfio_pci_read(void *device_data, char __user *buf,
 753                              size_t count, loff_t *ppos)
 754 {
 755         if (!count)
 756                 return 0;
 757
 758         return vfio_pci_rw(device_data, buf, count, ppos, false);
 759 }
 760
 761 static ssize_t vfio_pci_write(void *device_data, const char __user *buf,
 762                               size_t count, loff_t *ppos)
 763 {
 764         if (!count)
 765                 return 0;
 766
 767         return vfio_pci_rw(device_data, (char __user *)buf, count, ppos, true);
 768 }
 769
 770 static int vfio_pci_mmap(void *device_data, struct vm_area_struct *vma)
 771 {
 772         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 773         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 774         unsigned int index;
 775         u64 phys_len, req_len, pgoff, req_start;
 776         int ret;
 777
 778         index = vma->vm_pgoff >> (VFIO_PCI_OFFSET_SHIFT - PAGE_SHIFT);
 779
 780         if (vma->vm_end < vma->vm_start)
 781                 return -EINVAL;
 782         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) == 0)
 783                 return -EINVAL;
 784         if (index >= VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX)
 785                 return -EINVAL;
 786         if (!(pci_resource_flags(pdev, index) & IORESOURCE_MEM))
 787                 return -EINVAL;
 788
 789         phys_len = pci_resource_len(pdev, index);
 790         req_len = vma->vm_end - vma->vm_start;
 791         pgoff = vma->vm_pgoff &
 792                 ((1U << (VFIO_PCI_OFFSET_SHIFT - PAGE_SHIFT)) - 1);
 793         req_start = pgoff << PAGE_SHIFT;
 794
 795         if (phys_len < PAGE_SIZE || req_start + req_len > phys_len)
 796                 return -EINVAL;
 797
 798         if (index == vdev->msix_bar) {
 799                 /*
 800                  * Disallow mmaps overlapping the MSI-X table; users don't
 801                  * get to touch this directly.  We could find somewhere
 802                  * else to map the overlap, but page granularity is only
 803                  * a recommendation, not a requirement, so the user needs
 804                  * to know which bits are real.  Requiring them to mmap
 805                  * around the table makes that clear.
 806                  */
 807
 808                 /* If neither entirely above nor below, then it overlaps */
 809                 if (!(req_start >= vdev->msix_offset + vdev->msix_size ||
 810                       req_start + req_len <= vdev->msix_offset))
 811                         return -EINVAL;
 812         }
 813
 814         /*
 815          * Even though we don't make use of the barmap for the mmap,
 816          * we need to request the region and the barmap tracks that.
 817          */
 818         if (!vdev->barmap[index]) {
 819                 ret = pci_request_selected_regions(pdev,
 820                                                    1 << index, "vfio-pci");
 821                 if (ret)
 822                         return ret;
 823
 824                 vdev->barmap[index] = pci_iomap(pdev, index, 0);
 825         }
 826
 827         vma->vm_private_data = vdev;
 828         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
 829         vma->vm_pgoff = (pci_resource_start(pdev, index) >> PAGE_SHIFT) + pgoff;
 830
 831         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_pgoff,
 832                                req_len, vma->vm_page_prot);
 833 }
 834
 835 static void vfio_pci_request(void *device_data, unsigned int count)
 836 {
 837         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 838
 839         mutex_lock(&vdev->igate);
 840
 841         if (vdev->req_trigger) {
 842                 dev_dbg(&vdev->pdev->dev, "Requesting device from user\n");
 843                 eventfd_signal(vdev->req_trigger, 1);
 844         }
 845
 846         mutex_unlock(&vdev->igate);
 847 }
 848
 849 static const struct vfio_device_ops vfio_pci_ops = {
 850         .name           = "vfio-pci",
 851         .open           = vfio_pci_open,
 852         .release        = vfio_pci_release,
 853         .ioctl          = vfio_pci_ioctl,
 854         .read           = vfio_pci_read,
 855         .write          = vfio_pci_write,
 856         .mmap           = vfio_pci_mmap,
 857         .request        = vfio_pci_request,
 858 };
 859
 860 static int vfio_pci_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
 861 {
 862         struct vfio_pci_device *vdev;
 863         struct iommu_group *group;
 864         int ret;
 865
 866         if (pdev->hdr_type != PCI_HEADER_TYPE_NORMAL)
 867                 return -EINVAL;
 868
 869         group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 870         if (!group)
 871                 return -EINVAL;
 872
 873         vdev = kzalloc(sizeof(*vdev), GFP_KERNEL);
 874         if (!vdev) {
 875                 iommu_group_put(group);
 876                 return -ENOMEM;
 877         }
 878
 879         vdev->pdev = pdev;
 880         vdev->irq_type = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
 881         mutex_init(&vdev->igate);
 882         spin_lock_init(&vdev->irqlock);
 883
 884         ret = vfio_add_group_dev(&pdev->dev, &vfio_pci_ops, vdev);
 885         if (ret) {
 886                 iommu_group_put(group);
 887                 kfree(vdev);
 888         }
 889
 890         return ret;
 891 }
 892
 893 static void vfio_pci_remove(struct pci_dev *pdev)
 894 {
 895         struct vfio_pci_device *vdev;
 896
 897         vdev = vfio_del_group_dev(&pdev->dev);
 898         if (vdev) {
 899                 iommu_group_put(pdev->dev.iommu_group);
 900                 kfree(vdev);
 901         }
 902 }
 903
 904 static pci_ers_result_t vfio_pci_aer_err_detected(struct pci_dev *pdev,
 905                                                   pci_channel_state_t state)
 906 {
 907         struct vfio_pci_device *vdev;
 908         struct vfio_device *device;
 909
 910         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
 911         if (device == NULL)
 912                 return PCI_ERS_RESULT_DISCONNECT;
 913
 914         vdev = vfio_device_data(device);
 915         if (vdev == NULL) {
 916                 vfio_device_put(device);
 917                 return PCI_ERS_RESULT_DISCONNECT;
 918         }
 919
 920         mutex_lock(&vdev->igate);
 921
 922         if (vdev->err_trigger)
 923                 eventfd_signal(vdev->err_trigger, 1);
 924
 925         mutex_unlock(&vdev->igate);
 926
 927         vfio_device_put(device);
 928
 929         return PCI_ERS_RESULT_CAN_RECOVER;
 930 }
 931
 932 static struct pci_error_handlers vfio_err_handlers = {
 933         .error_detected = vfio_pci_aer_err_detected,
 934 };
 935
 936 static struct pci_driver vfio_pci_driver = {
 937         .name           = "vfio-pci",
 938         .id_table       = NULL, /* only dynamic ids */
 939         .probe          = vfio_pci_probe,
 940         .remove         = vfio_pci_remove,
 941         .err_handler    = &vfio_err_handlers,
 942 };
 943
 944 struct vfio_devices {
 945         struct vfio_device **devices;
 946         int cur_index;
 947         int max_index;
 948 };
 949
 950 static int vfio_pci_get_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 951 {
 952         struct vfio_devices *devs = data;
 953         struct pci_driver *pci_drv = ACCESS_ONCE(pdev->driver);
 954
 955         if (pci_drv != &vfio_pci_driver)
 956                 return -EBUSY;
 957
 958         if (devs->cur_index == devs->max_index)
 959                 return -ENOSPC;
 960
 961         devs->devices[devs->cur_index] = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
 962         if (!devs->devices[devs->cur_index])
 963                 return -EINVAL;
 964
 965         devs->cur_index++;
 966         return 0;
 967 }
 968
 969 /*
 970  * Attempt to do a bus/slot reset if there are devices affected by a reset for
 971  * this device that are needs_reset and all of the affected devices are unused
 972  * (!refcnt).  Callers are required to hold driver_lock when calling this to
 973  * prevent device opens and concurrent bus reset attempts.  We prevent device
 974  * unbinds by acquiring and holding a reference to the vfio_device.
 975  *
 976  * NB: vfio-core considers a group to be viable even if some devices are
 977  * bound to drivers like pci-stub or pcieport.  Here we require all devices
 978  * to be bound to vfio_pci since that's the only way we can be sure they
 979  * stay put.
 980  */
 981 static void vfio_pci_try_bus_reset(struct vfio_pci_device *vdev)
 982 {
 983         struct vfio_devices devs = { .cur_index = 0 };
 984         int i = 0, ret = -EINVAL;
 985         bool needs_reset = false, slot = false;
 986         struct vfio_pci_device *tmp;
 987
 988         if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
 989                 slot = true;
 990         else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
 991                 return;
 992
 993         if (vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev, vfio_pci_count_devs,
 994                                           &i, slot) || !i)
 995                 return;
 996
 997         devs.max_index = i;
 998         devs.devices = kcalloc(i, sizeof(struct vfio_device *), GFP_KERNEL);
 999         if (!devs.devices)
1000                 return;
1001
1002         if (vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1003                                           vfio_pci_get_devs, &devs, slot))
1004                 goto put_devs;
1005
1006         for (i = 0; i < devs.cur_index; i++) {
1007                 tmp = vfio_device_data(devs.devices[i]);
1008                 if (tmp->needs_reset)
1009                         needs_reset = true;
1010                 if (tmp->refcnt)
1011                         goto put_devs;
1012         }
1013
1014         if (needs_reset)
1015                 ret = slot ? pci_try_reset_slot(vdev->pdev->slot) :
1016                              pci_try_reset_bus(vdev->pdev->bus);
1017
1018 put_devs:
1019         for (i = 0; i < devs.cur_index; i++) {
1020                 if (!ret) {
1021                         tmp = vfio_device_data(devs.devices[i]);
1022                         tmp->needs_reset = false;
1023                 }
1024                 vfio_device_put(devs.devices[i]);
1025         }
1026
1027         kfree(devs.devices);
1028 }
1029
1030 static void __exit vfio_pci_cleanup(void)
1031 {
1032         pci_unregister_driver(&vfio_pci_driver);
1033         vfio_pci_virqfd_exit();
1034         vfio_pci_uninit_perm_bits();
1035 }
1036
1037 static int __init vfio_pci_init(void)
1038 {
1039         int ret;
1040
1041         /* Allocate shared config space permision data used by all devices */
1042         ret = vfio_pci_init_perm_bits();
1043         if (ret)
1044                 return ret;
1045
1046         /* Start the virqfd cleanup handler */
1047         ret = vfio_pci_virqfd_init();
1048         if (ret)
1049                 goto out_virqfd;
1050
1051         /* Register and scan for devices */
1052         ret = pci_register_driver(&vfio_pci_driver);
1053         if (ret)
1054                 goto out_driver;
1055
1056         return 0;
1057
1058 out_driver:
1059         vfio_pci_virqfd_exit();
1060 out_virqfd:
1061         vfio_pci_uninit_perm_bits();
1062         return ret;
1063 }
1064
1065 module_init(vfio_pci_init);
1066 module_exit(vfio_pci_cleanup);
1067
1068 MODULE_VERSION(DRIVER_VERSION);
1069 MODULE_LICENSE("GPL v2");
1070 MODULE_AUTHOR(DRIVER_AUTHOR);
1071 MODULE_DESCRIPTION(DRIVER_DESC);