hw/vfio_pci.c

   1 /*
   2  * vfio based device assignment support
   3  *
   4  * Copyright Red Hat, Inc. 2012
   5  *
   6  * Authors:
   7  *  Alex Williamson <[email protected]>
   8  *
   9  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2.  See
  10  * the COPYING file in the top-level directory.
  11  *
  12  * Based on qemu-kvm device-assignment:
  13  *  Adapted for KVM by Qumranet.
  14  *  Copyright (c) 2007, Neocleus, Alex Novik ([email protected])
  15  *  Copyright (c) 2007, Neocleus, Guy Zana ([email protected])
  16  *  Copyright (C) 2008, Qumranet, Amit Shah ([email protected])
  17  *  Copyright (C) 2008, Red Hat, Amit Shah ([email protected])
  18  *  Copyright (C) 2008, IBM, Muli Ben-Yehuda ([email protected])
  19  */
  20
  21 #include <dirent.h>
  22 #include <unistd.h>
  23 #include <sys/ioctl.h>
  24 #include <sys/mman.h>
  25 #include <sys/stat.h>
  26 #include <sys/types.h>
  27 #include <linux/vfio.h>
  28
  29 #include "config.h"
  30 #include "qemu/event_notifier.h"
  31 #include "exec/address-spaces.h"
  32 #include "sysemu/kvm.h"
  33 #include "exec/memory.h"
  34 #include "pci/msi.h"
  35 #include "pci/msix.h"
  36 #include "pci/pci.h"
  37 #include "qemu-common.h"
  38 #include "qemu/error-report.h"
  39 #include "qemu/queue.h"
  40 #include "qemu/range.h"
  41
  42 /* #define DEBUG_VFIO */
  43 #ifdef DEBUG_VFIO
  44 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  45     do { fprintf(stderr, "vfio: " fmt, ## __VA_ARGS__); } while (0)
  46 #else
  47 #define DPRINTF(fmt, ...) \
  48     do { } while (0)
  49 #endif
  50
  51 typedef struct VFIOBAR {
  52     off_t fd_offset; /* offset of BAR within device fd */
  53     int fd; /* device fd, allows us to pass VFIOBAR as opaque data */
  54     MemoryRegion mem; /* slow, read/write access */
  55     MemoryRegion mmap_mem; /* direct mapped access */
  56     void *mmap;
  57     size_t size;
  58     uint32_t flags; /* VFIO region flags (rd/wr/mmap) */
  59     uint8_t nr; /* cache the BAR number for debug */
  60 } VFIOBAR;
  61
  62 typedef struct VFIOINTx {
  63     bool pending; /* interrupt pending */
  64     bool kvm_accel; /* set when QEMU bypass through KVM enabled */
  65     uint8_t pin; /* which pin to pull for qemu_set_irq */
  66     EventNotifier interrupt; /* eventfd triggered on interrupt */
  67     EventNotifier unmask; /* eventfd for unmask on QEMU bypass */
  68     PCIINTxRoute route; /* routing info for QEMU bypass */
  69     uint32_t mmap_timeout; /* delay to re-enable mmaps after interrupt */
  70     QEMUTimer *mmap_timer; /* enable mmaps after periods w/o interrupts */
  71 } VFIOINTx;
  72
  73 struct VFIODevice;
  74
  75 typedef struct VFIOMSIVector {
  76     EventNotifier interrupt; /* eventfd triggered on interrupt */
  77     struct VFIODevice *vdev; /* back pointer to device */
  78     int virq; /* KVM irqchip route for QEMU bypass */
  79     bool use;
  80 } VFIOMSIVector;
  81
  82 enum {
  83     VFIO_INT_NONE = 0,
  84     VFIO_INT_INTx = 1,
  85     VFIO_INT_MSI  = 2,
  86     VFIO_INT_MSIX = 3,
  87 };
  88
  89 struct VFIOGroup;
  90
  91 typedef struct VFIOContainer {
  92     int fd; /* /dev/vfio/vfio, empowered by the attached groups */
  93     struct {
  94         /* enable abstraction to support various iommu backends */
  95         union {
  96             MemoryListener listener; /* Used by type1 iommu */
  97         };
  98         void (*release)(struct VFIOContainer *);
  99     } iommu_data;
 100     QLIST_HEAD(, VFIOGroup) group_list;
 101     QLIST_ENTRY(VFIOContainer) next;
 102 } VFIOContainer;
 103
 104 /* Cache of MSI-X setup plus extra mmap and memory region for split BAR map */
 105 typedef struct VFIOMSIXInfo {
 106     uint8_t table_bar;
 107     uint8_t pba_bar;
 108     uint16_t entries;
 109     uint32_t table_offset;
 110     uint32_t pba_offset;
 111     MemoryRegion mmap_mem;
 112     void *mmap;
 113 } VFIOMSIXInfo;
 114
 115 typedef struct VFIODevice {
 116     PCIDevice pdev;
 117     int fd;
 118     VFIOINTx intx;
 119     unsigned int config_size;
 120     off_t config_offset; /* Offset of config space region within device fd */
 121     unsigned int rom_size;
 122     off_t rom_offset; /* Offset of ROM region within device fd */
 123     int msi_cap_size;
 124     VFIOMSIVector *msi_vectors;
 125     VFIOMSIXInfo *msix;
 126     int nr_vectors; /* Number of MSI/MSIX vectors currently in use */
 127     int interrupt; /* Current interrupt type */
 128     VFIOBAR bars[PCI_NUM_REGIONS - 1]; /* No ROM */
 129     PCIHostDeviceAddress host;
 130     QLIST_ENTRY(VFIODevice) next;
 131     struct VFIOGroup *group;
 132     bool reset_works;
 133 } VFIODevice;
 134
 135 typedef struct VFIOGroup {
 136     int fd;
 137     int groupid;
 138     VFIOContainer *container;
 139     QLIST_HEAD(, VFIODevice) device_list;
 140     QLIST_ENTRY(VFIOGroup) next;
 141     QLIST_ENTRY(VFIOGroup) container_next;
 142 } VFIOGroup;
 143
 144 #define MSIX_CAP_LENGTH 12
 145
 146 static QLIST_HEAD(, VFIOContainer)
 147     container_list = QLIST_HEAD_INITIALIZER(container_list);
 148
 149 static QLIST_HEAD(, VFIOGroup)
 150     group_list = QLIST_HEAD_INITIALIZER(group_list);
 151
 152 static void vfio_disable_interrupts(VFIODevice *vdev);
 153 static uint32_t vfio_pci_read_config(PCIDevice *pdev, uint32_t addr, int len);
 154 static void vfio_mmap_set_enabled(VFIODevice *vdev, bool enabled);
 155
 156 /*
 157  * Common VFIO interrupt disable
 158  */
 159 static void vfio_disable_irqindex(VFIODevice *vdev, int index)
 160 {
 161     struct vfio_irq_set irq_set = {
 162         .argsz = sizeof(irq_set),
 163         .flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE | VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER,
 164         .index = index,
 165         .start = 0,
 166         .count = 0,
 167     };
 168
 169     ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, &irq_set);
 170 }
 171
 172 /*
 173  * INTx
 174  */
 175 static void vfio_unmask_intx(VFIODevice *vdev)
 176 {
 177     struct vfio_irq_set irq_set = {
 178         .argsz = sizeof(irq_set),
 179         .flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE | VFIO_IRQ_SET_ACTION_UNMASK,
 180         .index = VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX,
 181         .start = 0,
 182         .count = 1,
 183     };
 184
 185     ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, &irq_set);
 186 }
 187
 188 #ifdef CONFIG_KVM /* Unused outside of CONFIG_KVM code */
 189 static void vfio_mask_intx(VFIODevice *vdev)
 190 {
 191     struct vfio_irq_set irq_set = {
 192         .argsz = sizeof(irq_set),
 193         .flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE | VFIO_IRQ_SET_ACTION_MASK,
 194         .index = VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX,
 195         .start = 0,
 196         .count = 1,
 197     };
 198
 199     ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, &irq_set);
 200 }
 201 #endif
 202
 203 /*
 204  * Disabling BAR mmaping can be slow, but toggling it around INTx can
 205  * also be a huge overhead.  We try to get the best of both worlds by
 206  * waiting until an interrupt to disable mmaps (subsequent transitions
 207  * to the same state are effectively no overhead).  If the interrupt has
 208  * been serviced and the time gap is long enough, we re-enable mmaps for
 209  * performance.  This works well for things like graphics cards, which
 210  * may not use their interrupt at all and are penalized to an unusable
 211  * level by read/write BAR traps.  Other devices, like NICs, have more
 212  * regular interrupts and see much better latency by staying in non-mmap
 213  * mode.  We therefore set the default mmap_timeout such that a ping
 214  * is just enough to keep the mmap disabled.  Users can experiment with
 215  * other options with the x-intx-mmap-timeout-ms parameter (a value of
 216  * zero disables the timer).
 217  */
 218 static void vfio_intx_mmap_enable(void *opaque)
 219 {
 220     VFIODevice *vdev = opaque;
 221
 222     if (vdev->intx.pending) {
 223         qemu_mod_timer(vdev->intx.mmap_timer,
 224                        qemu_get_clock_ms(vm_clock) + vdev->intx.mmap_timeout);
 225         return;
 226     }
 227
 228     vfio_mmap_set_enabled(vdev, true);
 229 }
 230
 231 static void vfio_intx_interrupt(void *opaque)
 232 {
 233     VFIODevice *vdev = opaque;
 234
 235     if (!event_notifier_test_and_clear(&vdev->intx.interrupt)) {
 236         return;
 237     }
 238
 239     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) Pin %c\n", __func__, vdev->host.domain,
 240             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function,
 241             'A' + vdev->intx.pin);
 242
 243     vdev->intx.pending = true;
 244     qemu_set_irq(vdev->pdev.irq[vdev->intx.pin], 1);
 245     vfio_mmap_set_enabled(vdev, false);
 246     if (vdev->intx.mmap_timeout) {
 247         qemu_mod_timer(vdev->intx.mmap_timer,
 248                        qemu_get_clock_ms(vm_clock) + vdev->intx.mmap_timeout);
 249     }
 250 }
 251
 252 static void vfio_eoi(VFIODevice *vdev)
 253 {
 254     if (!vdev->intx.pending) {
 255         return;
 256     }
 257
 258     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) EOI\n", __func__, vdev->host.domain,
 259             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
 260
 261     vdev->intx.pending = false;
 262     qemu_set_irq(vdev->pdev.irq[vdev->intx.pin], 0);
 263     vfio_unmask_intx(vdev);
 264 }
 265
 266 static void vfio_enable_intx_kvm(VFIODevice *vdev)
 267 {
 268 #ifdef CONFIG_KVM
 269     struct kvm_irqfd irqfd = {
 270         .fd = event_notifier_get_fd(&vdev->intx.interrupt),
 271         .gsi = vdev->intx.route.irq,
 272         .flags = KVM_IRQFD_FLAG_RESAMPLE,
 273     };
 274     struct vfio_irq_set *irq_set;
 275     int ret, argsz;
 276     int32_t *pfd;
 277
 278     if (!kvm_irqfds_enabled() ||
 279         vdev->intx.route.mode != PCI_INTX_ENABLED ||
 280         !kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQFD_RESAMPLE)) {
 281         return;
 282     }
 283
 284     /* Get to a known interrupt state */
 285     qemu_set_fd_handler(irqfd.fd, NULL, NULL, vdev);
 286     vfio_mask_intx(vdev);
 287     vdev->intx.pending = false;
 288     qemu_set_irq(vdev->pdev.irq[vdev->intx.pin], 0);
 289
 290     /* Get an eventfd for resample/unmask */
 291     if (event_notifier_init(&vdev->intx.unmask, 0)) {
 292         error_report("vfio: Error: event_notifier_init failed eoi\n");
 293         goto fail;
 294     }
 295
 296     /* KVM triggers it, VFIO listens for it */
 297     irqfd.resamplefd = event_notifier_get_fd(&vdev->intx.unmask);
 298
 299     if (kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IRQFD, &irqfd)) {
 300         error_report("vfio: Error: Failed to setup resample irqfd: %m\n");
 301         goto fail_irqfd;
 302     }
 303
 304     argsz = sizeof(*irq_set) + sizeof(*pfd);
 305
 306     irq_set = g_malloc0(argsz);
 307     irq_set->argsz = argsz;
 308     irq_set->flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD | VFIO_IRQ_SET_ACTION_UNMASK;
 309     irq_set->index = VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX;
 310     irq_set->start = 0;
 311     irq_set->count = 1;
 312     pfd = (int32_t *)&irq_set->data;
 313
 314     *pfd = irqfd.resamplefd;
 315
 316     ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, irq_set);
 317     g_free(irq_set);
 318     if (ret) {
 319         error_report("vfio: Error: Failed to setup INTx unmask fd: %m\n");
 320         goto fail_vfio;
 321     }
 322
 323     /* Let'em rip */
 324     vfio_unmask_intx(vdev);
 325
 326     vdev->intx.kvm_accel = true;
 327
 328     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) KVM INTx accel enabled\n",
 329             __func__, vdev->host.domain, vdev->host.bus,
 330             vdev->host.slot, vdev->host.function);
 331
 332     return;
 333
 334 fail_vfio:
 335     irqfd.flags = KVM_IRQFD_FLAG_DEASSIGN;
 336     kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IRQFD, &irqfd);
 337 fail_irqfd:
 338     event_notifier_cleanup(&vdev->intx.unmask);
 339 fail:
 340     qemu_set_fd_handler(irqfd.fd, vfio_intx_interrupt, NULL, vdev);
 341     vfio_unmask_intx(vdev);
 342 #endif
 343 }
 344
 345 static void vfio_disable_intx_kvm(VFIODevice *vdev)
 346 {
 347 #ifdef CONFIG_KVM
 348     struct kvm_irqfd irqfd = {
 349         .fd = event_notifier_get_fd(&vdev->intx.interrupt),
 350         .gsi = vdev->intx.route.irq,
 351         .flags = KVM_IRQFD_FLAG_DEASSIGN,
 352     };
 353
 354     if (!vdev->intx.kvm_accel) {
 355         return;
 356     }
 357
 358     /*
 359      * Get to a known state, hardware masked, QEMU ready to accept new
 360      * interrupts, QEMU IRQ de-asserted.
 361      */
 362     vfio_mask_intx(vdev);
 363     vdev->intx.pending = false;
 364     qemu_set_irq(vdev->pdev.irq[vdev->intx.pin], 0);
 365
 366     /* Tell KVM to stop listening for an INTx irqfd */
 367     if (kvm_vm_ioctl(kvm_state, KVM_IRQFD, &irqfd)) {
 368         error_report("vfio: Error: Failed to disable INTx irqfd: %m\n");
 369     }
 370
 371     /* We only need to close the eventfd for VFIO to cleanup the kernel side */
 372     event_notifier_cleanup(&vdev->intx.unmask);
 373
 374     /* QEMU starts listening for interrupt events. */
 375     qemu_set_fd_handler(irqfd.fd, vfio_intx_interrupt, NULL, vdev);
 376
 377     vdev->intx.kvm_accel = false;
 378
 379     /* If we've missed an event, let it re-fire through QEMU */
 380     vfio_unmask_intx(vdev);
 381
 382     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) KVM INTx accel disabled\n",
 383             __func__, vdev->host.domain, vdev->host.bus,
 384             vdev->host.slot, vdev->host.function);
 385 #endif
 386 }
 387
 388 static void vfio_update_irq(PCIDevice *pdev)
 389 {
 390     VFIODevice *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
 391     PCIINTxRoute route;
 392
 393     if (vdev->interrupt != VFIO_INT_INTx) {
 394         return;
 395     }
 396
 397     route = pci_device_route_intx_to_irq(&vdev->pdev, vdev->intx.pin);
 398
 399     if (!pci_intx_route_changed(&vdev->intx.route, &route)) {
 400         return; /* Nothing changed */
 401     }
 402
 403     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) IRQ moved %d -> %d\n", __func__,
 404             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
 405             vdev->host.function, vdev->intx.route.irq, route.irq);
 406
 407     vfio_disable_intx_kvm(vdev);
 408
 409     vdev->intx.route = route;
 410
 411     if (route.mode != PCI_INTX_ENABLED) {
 412         return;
 413     }
 414
 415     vfio_enable_intx_kvm(vdev);
 416
 417     /* Re-enable the interrupt in cased we missed an EOI */
 418     vfio_eoi(vdev);
 419 }
 420
 421 static int vfio_enable_intx(VFIODevice *vdev)
 422 {
 423     uint8_t pin = vfio_pci_read_config(&vdev->pdev, PCI_INTERRUPT_PIN, 1);
 424     int ret, argsz;
 425     struct vfio_irq_set *irq_set;
 426     int32_t *pfd;
 427
 428     if (!pin) {
 429         return 0;
 430     }
 431
 432     vfio_disable_interrupts(vdev);
 433
 434     vdev->intx.pin = pin - 1; /* Pin A (1) -> irq[0] */
 435
 436 #ifdef CONFIG_KVM
 437     /*
 438      * Only conditional to avoid generating error messages on platforms
 439      * where we won't actually use the result anyway.
 440      */
 441     if (kvm_irqfds_enabled() &&
 442         kvm_check_extension(kvm_state, KVM_CAP_IRQFD_RESAMPLE)) {
 443         vdev->intx.route = pci_device_route_intx_to_irq(&vdev->pdev,
 444                                                         vdev->intx.pin);
 445     }
 446 #endif
 447
 448     ret = event_notifier_init(&vdev->intx.interrupt, 0);
 449     if (ret) {
 450         error_report("vfio: Error: event_notifier_init failed\n");
 451         return ret;
 452     }
 453
 454     argsz = sizeof(*irq_set) + sizeof(*pfd);
 455
 456     irq_set = g_malloc0(argsz);
 457     irq_set->argsz = argsz;
 458     irq_set->flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD | VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER;
 459     irq_set->index = VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX;
 460     irq_set->start = 0;
 461     irq_set->count = 1;
 462     pfd = (int32_t *)&irq_set->data;
 463
 464     *pfd = event_notifier_get_fd(&vdev->intx.interrupt);
 465     qemu_set_fd_handler(*pfd, vfio_intx_interrupt, NULL, vdev);
 466
 467     ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, irq_set);
 468     g_free(irq_set);
 469     if (ret) {
 470         error_report("vfio: Error: Failed to setup INTx fd: %m\n");
 471         qemu_set_fd_handler(*pfd, NULL, NULL, vdev);
 472         event_notifier_cleanup(&vdev->intx.interrupt);
 473         return -errno;
 474     }
 475
 476     vfio_enable_intx_kvm(vdev);
 477
 478     vdev->interrupt = VFIO_INT_INTx;
 479
 480     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x)\n", __func__, vdev->host.domain,
 481             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
 482
 483     return 0;
 484 }
 485
 486 static void vfio_disable_intx(VFIODevice *vdev)
 487 {
 488     int fd;
 489
 490     qemu_del_timer(vdev->intx.mmap_timer);
 491     vfio_disable_intx_kvm(vdev);
 492     vfio_disable_irqindex(vdev, VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX);
 493     vdev->intx.pending = false;
 494     qemu_set_irq(vdev->pdev.irq[vdev->intx.pin], 0);
 495     vfio_mmap_set_enabled(vdev, true);
 496
 497     fd = event_notifier_get_fd(&vdev->intx.interrupt);
 498     qemu_set_fd_handler(fd, NULL, NULL, vdev);
 499     event_notifier_cleanup(&vdev->intx.interrupt);
 500
 501     vdev->interrupt = VFIO_INT_NONE;
 502
 503     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x)\n", __func__, vdev->host.domain,
 504             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
 505 }
 506
 507 /*
 508  * MSI/X
 509  */
 510 static void vfio_msi_interrupt(void *opaque)
 511 {
 512     VFIOMSIVector *vector = opaque;
 513     VFIODevice *vdev = vector->vdev;
 514     int nr = vector - vdev->msi_vectors;
 515
 516     if (!event_notifier_test_and_clear(&vector->interrupt)) {
 517         return;
 518     }
 519
 520     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) vector %d\n", __func__,
 521             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
 522             vdev->host.function, nr);
 523
 524     if (vdev->interrupt == VFIO_INT_MSIX) {
 525         msix_notify(&vdev->pdev, nr);
 526     } else if (vdev->interrupt == VFIO_INT_MSI) {
 527         msi_notify(&vdev->pdev, nr);
 528     } else {
 529         error_report("vfio: MSI interrupt receieved, but not enabled?\n");
 530     }
 531 }
 532
 533 static int vfio_enable_vectors(VFIODevice *vdev, bool msix)
 534 {
 535     struct vfio_irq_set *irq_set;
 536     int ret = 0, i, argsz;
 537     int32_t *fds;
 538
 539     argsz = sizeof(*irq_set) + (vdev->nr_vectors * sizeof(*fds));
 540
 541     irq_set = g_malloc0(argsz);
 542     irq_set->argsz = argsz;
 543     irq_set->flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD | VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER;
 544     irq_set->index = msix ? VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX : VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX;
 545     irq_set->start = 0;
 546     irq_set->count = vdev->nr_vectors;
 547     fds = (int32_t *)&irq_set->data;
 548
 549     for (i = 0; i < vdev->nr_vectors; i++) {
 550         if (!vdev->msi_vectors[i].use) {
 551             fds[i] = -1;
 552             continue;
 553         }
 554
 555         fds[i] = event_notifier_get_fd(&vdev->msi_vectors[i].interrupt);
 556     }
 557
 558     ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, irq_set);
 559
 560     g_free(irq_set);
 561
 562     return ret;
 563 }
 564
 565 static int vfio_msix_vector_use(PCIDevice *pdev,
 566                                 unsigned int nr, MSIMessage msg)
 567 {
 568     VFIODevice *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
 569     VFIOMSIVector *vector;
 570     int ret;
 571
 572     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) vector %d used\n", __func__,
 573             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
 574             vdev->host.function, nr);
 575
 576     vector = &vdev->msi_vectors[nr];
 577     vector->vdev = vdev;
 578     vector->use = true;
 579
 580     msix_vector_use(pdev, nr);
 581
 582     if (event_notifier_init(&vector->interrupt, 0)) {
 583         error_report("vfio: Error: event_notifier_init failed\n");
 584     }
 585
 586     /*
 587      * Attempt to enable route through KVM irqchip,
 588      * default to userspace handling if unavailable.
 589      */
 590     vector->virq = kvm_irqchip_add_msi_route(kvm_state, msg);
 591     if (vector->virq < 0 ||
 592         kvm_irqchip_add_irqfd_notifier(kvm_state, &vector->interrupt,
 593                                        vector->virq) < 0) {
 594         if (vector->virq >= 0) {
 595             kvm_irqchip_release_virq(kvm_state, vector->virq);
 596             vector->virq = -1;
 597         }
 598         qemu_set_fd_handler(event_notifier_get_fd(&vector->interrupt),
 599                             vfio_msi_interrupt, NULL, vector);
 600     }
 601
 602     /*
 603      * We don't want to have the host allocate all possible MSI vectors
 604      * for a device if they're not in use, so we shutdown and incrementally
 605      * increase them as needed.
 606      */
 607     if (vdev->nr_vectors < nr + 1) {
 608         vfio_disable_irqindex(vdev, VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX);
 609         vdev->nr_vectors = nr + 1;
 610         ret = vfio_enable_vectors(vdev, true);
 611         if (ret) {
 612             error_report("vfio: failed to enable vectors, %d\n", ret);
 613         }
 614     } else {
 615         int argsz;
 616         struct vfio_irq_set *irq_set;
 617         int32_t *pfd;
 618
 619         argsz = sizeof(*irq_set) + sizeof(*pfd);
 620
 621         irq_set = g_malloc0(argsz);
 622         irq_set->argsz = argsz;
 623         irq_set->flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD |
 624                          VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER;
 625         irq_set->index = VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX;
 626         irq_set->start = nr;
 627         irq_set->count = 1;
 628         pfd = (int32_t *)&irq_set->data;
 629
 630         *pfd = event_notifier_get_fd(&vector->interrupt);
 631
 632         ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, irq_set);
 633         g_free(irq_set);
 634         if (ret) {
 635             error_report("vfio: failed to modify vector, %d\n", ret);
 636         }
 637     }
 638
 639     return 0;
 640 }
 641
 642 static void vfio_msix_vector_release(PCIDevice *pdev, unsigned int nr)
 643 {
 644     VFIODevice *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
 645     VFIOMSIVector *vector = &vdev->msi_vectors[nr];
 646     int argsz;
 647     struct vfio_irq_set *irq_set;
 648     int32_t *pfd;
 649
 650     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) vector %d released\n", __func__,
 651             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
 652             vdev->host.function, nr);
 653
 654     /*
 655      * XXX What's the right thing to do here?  This turns off the interrupt
 656      * completely, but do we really just want to switch the interrupt to
 657      * bouncing through userspace and let msix.c drop it?  Not sure.
 658      */
 659     msix_vector_unuse(pdev, nr);
 660
 661     argsz = sizeof(*irq_set) + sizeof(*pfd);
 662
 663     irq_set = g_malloc0(argsz);
 664     irq_set->argsz = argsz;
 665     irq_set->flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD |
 666                      VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER;
 667     irq_set->index = VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX;
 668     irq_set->start = nr;
 669     irq_set->count = 1;
 670     pfd = (int32_t *)&irq_set->data;
 671
 672     *pfd = -1;
 673
 674     ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, irq_set);
 675
 676     g_free(irq_set);
 677
 678     if (vector->virq < 0) {
 679         qemu_set_fd_handler(event_notifier_get_fd(&vector->interrupt),
 680                             NULL, NULL, NULL);
 681     } else {
 682         kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier(kvm_state, &vector->interrupt,
 683                                           vector->virq);
 684         kvm_irqchip_release_virq(kvm_state, vector->virq);
 685         vector->virq = -1;
 686     }
 687
 688     event_notifier_cleanup(&vector->interrupt);
 689     vector->use = false;
 690 }
 691
 692 static void vfio_enable_msix(VFIODevice *vdev)
 693 {
 694     vfio_disable_interrupts(vdev);
 695
 696     vdev->msi_vectors = g_malloc0(vdev->msix->entries * sizeof(VFIOMSIVector));
 697
 698     vdev->interrupt = VFIO_INT_MSIX;
 699
 700     if (msix_set_vector_notifiers(&vdev->pdev, vfio_msix_vector_use,
 701                                   vfio_msix_vector_release)) {
 702         error_report("vfio: msix_set_vector_notifiers failed\n");
 703     }
 704
 705     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x)\n", __func__, vdev->host.domain,
 706             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
 707 }
 708
 709 static void vfio_enable_msi(VFIODevice *vdev)
 710 {
 711     int ret, i;
 712
 713     vfio_disable_interrupts(vdev);
 714
 715     vdev->nr_vectors = msi_nr_vectors_allocated(&vdev->pdev);
 716 retry:
 717     vdev->msi_vectors = g_malloc0(vdev->nr_vectors * sizeof(VFIOMSIVector));
 718
 719     for (i = 0; i < vdev->nr_vectors; i++) {
 720         MSIMessage msg;
 721         VFIOMSIVector *vector = &vdev->msi_vectors[i];
 722
 723         vector->vdev = vdev;
 724         vector->use = true;
 725
 726         if (event_notifier_init(&vector->interrupt, 0)) {
 727             error_report("vfio: Error: event_notifier_init failed\n");
 728         }
 729
 730         msg = msi_get_message(&vdev->pdev, i);
 731
 732         /*
 733          * Attempt to enable route through KVM irqchip,
 734          * default to userspace handling if unavailable.
 735          */
 736         vector->virq = kvm_irqchip_add_msi_route(kvm_state, msg);
 737         if (vector->virq < 0 ||
 738             kvm_irqchip_add_irqfd_notifier(kvm_state, &vector->interrupt,
 739                                            vector->virq) < 0) {
 740             qemu_set_fd_handler(event_notifier_get_fd(&vector->interrupt),
 741                                 vfio_msi_interrupt, NULL, vector);
 742         }
 743     }
 744
 745     ret = vfio_enable_vectors(vdev, false);
 746     if (ret) {
 747         if (ret < 0) {
 748             error_report("vfio: Error: Failed to setup MSI fds: %m\n");
 749         } else if (ret != vdev->nr_vectors) {
 750             error_report("vfio: Error: Failed to enable %d "
 751                          "MSI vectors, retry with %d\n", vdev->nr_vectors, ret);
 752         }
 753
 754         for (i = 0; i < vdev->nr_vectors; i++) {
 755             VFIOMSIVector *vector = &vdev->msi_vectors[i];
 756             if (vector->virq >= 0) {
 757                 kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier(kvm_state, &vector->interrupt,
 758                                                   vector->virq);
 759                 kvm_irqchip_release_virq(kvm_state, vector->virq);
 760                 vector->virq = -1;
 761             } else {
 762                 qemu_set_fd_handler(event_notifier_get_fd(&vector->interrupt),
 763                                     NULL, NULL, NULL);
 764             }
 765             event_notifier_cleanup(&vector->interrupt);
 766         }
 767
 768         g_free(vdev->msi_vectors);
 769
 770         if (ret > 0 && ret != vdev->nr_vectors) {
 771             vdev->nr_vectors = ret;
 772             goto retry;
 773         }
 774         vdev->nr_vectors = 0;
 775
 776         return;
 777     }
 778
 779     vdev->interrupt = VFIO_INT_MSI;
 780
 781     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) Enabled %d MSI vectors\n", __func__,
 782             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
 783             vdev->host.function, vdev->nr_vectors);
 784 }
 785
 786 static void vfio_disable_msi_common(VFIODevice *vdev)
 787 {
 788     g_free(vdev->msi_vectors);
 789     vdev->msi_vectors = NULL;
 790     vdev->nr_vectors = 0;
 791     vdev->interrupt = VFIO_INT_NONE;
 792
 793     vfio_enable_intx(vdev);
 794 }
 795
 796 static void vfio_disable_msix(VFIODevice *vdev)
 797 {
 798     msix_unset_vector_notifiers(&vdev->pdev);
 799
 800     if (vdev->nr_vectors) {
 801         vfio_disable_irqindex(vdev, VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX);
 802     }
 803
 804     vfio_disable_msi_common(vdev);
 805
 806     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x)\n", __func__, vdev->host.domain,
 807             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
 808 }
 809
 810 static void vfio_disable_msi(VFIODevice *vdev)
 811 {
 812     int i;
 813
 814     vfio_disable_irqindex(vdev, VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX);
 815
 816     for (i = 0; i < vdev->nr_vectors; i++) {
 817         VFIOMSIVector *vector = &vdev->msi_vectors[i];
 818
 819         if (!vector->use) {
 820             continue;
 821         }
 822
 823         if (vector->virq >= 0) {
 824             kvm_irqchip_remove_irqfd_notifier(kvm_state,
 825                                               &vector->interrupt, vector->virq);
 826             kvm_irqchip_release_virq(kvm_state, vector->virq);
 827             vector->virq = -1;
 828         } else {
 829             qemu_set_fd_handler(event_notifier_get_fd(&vector->interrupt),
 830                                 NULL, NULL, NULL);
 831         }
 832
 833         event_notifier_cleanup(&vector->interrupt);
 834     }
 835
 836     vfio_disable_msi_common(vdev);
 837
 838     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x)\n", __func__, vdev->host.domain,
 839             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
 840 }
 841
 842 /*
 843  * IO Port/MMIO - Beware of the endians, VFIO is always little endian
 844  */
 845 static void vfio_bar_write(void *opaque, hwaddr addr,
 846                            uint64_t data, unsigned size)
 847 {
 848     VFIOBAR *bar = opaque;
 849     union {
 850         uint8_t byte;
 851         uint16_t word;
 852         uint32_t dword;
 853         uint64_t qword;
 854     } buf;
 855
 856     switch (size) {
 857     case 1:
 858         buf.byte = data;
 859         break;
 860     case 2:
 861         buf.word = cpu_to_le16(data);
 862         break;
 863     case 4:
 864         buf.dword = cpu_to_le32(data);
 865         break;
 866     default:
 867         hw_error("vfio: unsupported write size, %d bytes\n", size);
 868         break;
 869     }
 870
 871     if (pwrite(bar->fd, &buf, size, bar->fd_offset + addr) != size) {
 872         error_report("%s(,0x%"HWADDR_PRIx", 0x%"PRIx64", %d) failed: %m\n",
 873                      __func__, addr, data, size);
 874     }
 875
 876     DPRINTF("%s(BAR%d+0x%"HWADDR_PRIx", 0x%"PRIx64", %d)\n",
 877             __func__, bar->nr, addr, data, size);
 878
 879     /*
 880      * A read or write to a BAR always signals an INTx EOI.  This will
 881      * do nothing if not pending (including not in INTx mode).  We assume
 882      * that a BAR access is in response to an interrupt and that BAR
 883      * accesses will service the interrupt.  Unfortunately, we don't know
 884      * which access will service the interrupt, so we're potentially
 885      * getting quite a few host interrupts per guest interrupt.
 886      */
 887     vfio_eoi(container_of(bar, VFIODevice, bars[bar->nr]));
 888 }
 889
 890 static uint64_t vfio_bar_read(void *opaque,
 891                               hwaddr addr, unsigned size)
 892 {
 893     VFIOBAR *bar = opaque;
 894     union {
 895         uint8_t byte;
 896         uint16_t word;
 897         uint32_t dword;
 898         uint64_t qword;
 899     } buf;
 900     uint64_t data = 0;
 901
 902     if (pread(bar->fd, &buf, size, bar->fd_offset + addr) != size) {
 903         error_report("%s(,0x%"HWADDR_PRIx", %d) failed: %m\n",
 904                      __func__, addr, size);
 905         return (uint64_t)-1;
 906     }
 907
 908     switch (size) {
 909     case 1:
 910         data = buf.byte;
 911         break;
 912     case 2:
 913         data = le16_to_cpu(buf.word);
 914         break;
 915     case 4:
 916         data = le32_to_cpu(buf.dword);
 917         break;
 918     default:
 919         hw_error("vfio: unsupported read size, %d bytes\n", size);
 920         break;
 921     }
 922
 923     DPRINTF("%s(BAR%d+0x%"HWADDR_PRIx", %d) = 0x%"PRIx64"\n",
 924             __func__, bar->nr, addr, size, data);
 925
 926     /* Same as write above */
 927     vfio_eoi(container_of(bar, VFIODevice, bars[bar->nr]));
 928
 929     return data;
 930 }
 931
 932 static const MemoryRegionOps vfio_bar_ops = {
 933     .read = vfio_bar_read,
 934     .write = vfio_bar_write,
 935     .endianness = DEVICE_LITTLE_ENDIAN,
 936 };
 937
 938 /*
 939  * PCI config space
 940  */
 941 static uint32_t vfio_pci_read_config(PCIDevice *pdev, uint32_t addr, int len)
 942 {
 943     VFIODevice *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
 944     uint32_t val = 0;
 945
 946     /*
 947      * We only need QEMU PCI config support for the ROM BAR, the MSI and MSIX
 948      * capabilities, and the multifunction bit below.  We let VFIO handle
 949      * virtualizing everything else.  Performance is not a concern here.
 950      */
 951     if (ranges_overlap(addr, len, PCI_ROM_ADDRESS, 4) ||
 952         (pdev->cap_present & QEMU_PCI_CAP_MSIX &&
 953          ranges_overlap(addr, len, pdev->msix_cap, MSIX_CAP_LENGTH)) ||
 954         (pdev->cap_present & QEMU_PCI_CAP_MSI &&
 955          ranges_overlap(addr, len, pdev->msi_cap, vdev->msi_cap_size))) {
 956
 957         val = pci_default_read_config(pdev, addr, len);
 958     } else {
 959         if (pread(vdev->fd, &val, len, vdev->config_offset + addr) != len) {
 960             error_report("%s(%04x:%02x:%02x.%x, 0x%x, 0x%x) failed: %m\n",
 961                          __func__, vdev->host.domain, vdev->host.bus,
 962                          vdev->host.slot, vdev->host.function, addr, len);
 963             return -errno;
 964         }
 965         val = le32_to_cpu(val);
 966     }
 967
 968     /* Multifunction bit is virualized in QEMU */
 969     if (unlikely(ranges_overlap(addr, len, PCI_HEADER_TYPE, 1))) {
 970         uint32_t mask = PCI_HEADER_TYPE_MULTI_FUNCTION;
 971
 972         if (len == 4) {
 973             mask <<= 16;
 974         }
 975
 976         if (pdev->cap_present & QEMU_PCI_CAP_MULTIFUNCTION) {
 977             val |= mask;
 978         } else {
 979             val &= ~mask;
 980         }
 981     }
 982
 983     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x, @0x%x, len=0x%x) %x\n", __func__,
 984             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
 985             vdev->host.function, addr, len, val);
 986
 987     return val;
 988 }
 989
 990 static void vfio_pci_write_config(PCIDevice *pdev, uint32_t addr,
 991                                   uint32_t val, int len)
 992 {
 993     VFIODevice *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
 994     uint32_t val_le = cpu_to_le32(val);
 995
 996     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x, @0x%x, 0x%x, len=0x%x)\n", __func__,
 997             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
 998             vdev->host.function, addr, val, len);
 999
1000     /* Write everything to VFIO, let it filter out what we can't write */
1001     if (pwrite(vdev->fd, &val_le, len, vdev->config_offset + addr) != len) {
1002         error_report("%s(%04x:%02x:%02x.%x, 0x%x, 0x%x, 0x%x) failed: %m\n",
1003                      __func__, vdev->host.domain, vdev->host.bus,
1004                      vdev->host.slot, vdev->host.function, addr, val, len);
1005     }
1006
1007     /* Write standard header bits to emulation */
1008     if (addr < PCI_CONFIG_HEADER_SIZE) {
1009         pci_default_write_config(pdev, addr, val, len);
1010         return;
1011     }
1012
1013     /* MSI/MSI-X Enabling/Disabling */
1014     if (pdev->cap_present & QEMU_PCI_CAP_MSI &&
1015         ranges_overlap(addr, len, pdev->msi_cap, vdev->msi_cap_size)) {
1016         int is_enabled, was_enabled = msi_enabled(pdev);
1017
1018         pci_default_write_config(pdev, addr, val, len);
1019
1020         is_enabled = msi_enabled(pdev);
1021
1022         if (!was_enabled && is_enabled) {
1023             vfio_enable_msi(vdev);
1024         } else if (was_enabled && !is_enabled) {
1025             vfio_disable_msi(vdev);
1026         }
1027     }
1028
1029     if (pdev->cap_present & QEMU_PCI_CAP_MSIX &&
1030         ranges_overlap(addr, len, pdev->msix_cap, MSIX_CAP_LENGTH)) {
1031         int is_enabled, was_enabled = msix_enabled(pdev);
1032
1033         pci_default_write_config(pdev, addr, val, len);
1034
1035         is_enabled = msix_enabled(pdev);
1036
1037         if (!was_enabled && is_enabled) {
1038             vfio_enable_msix(vdev);
1039         } else if (was_enabled && !is_enabled) {
1040             vfio_disable_msix(vdev);
1041         }
1042     }
1043 }
1044
1045 /*
1046  * DMA - Mapping and unmapping for the "type1" IOMMU interface used on x86
1047  */
1048 static int vfio_dma_unmap(VFIOContainer *container,
1049                           hwaddr iova, ram_addr_t size)
1050 {
1051     struct vfio_iommu_type1_dma_unmap unmap = {
1052         .argsz = sizeof(unmap),
1053         .flags = 0,
1054         .iova = iova,
1055         .size = size,
1056     };
1057
1058     if (ioctl(container->fd, VFIO_IOMMU_UNMAP_DMA, &unmap)) {
1059         DPRINTF("VFIO_UNMAP_DMA: %d\n", -errno);
1060         return -errno;
1061     }
1062
1063     return 0;
1064 }
1065
1066 static int vfio_dma_map(VFIOContainer *container, hwaddr iova,
1067                         ram_addr_t size, void *vaddr, bool readonly)
1068 {
1069     struct vfio_iommu_type1_dma_map map = {
1070         .argsz = sizeof(map),
1071         .flags = VFIO_DMA_MAP_FLAG_READ,
1072         .vaddr = (__u64)(uintptr_t)vaddr,
1073         .iova = iova,
1074         .size = size,
1075     };
1076
1077     if (!readonly) {
1078         map.flags |= VFIO_DMA_MAP_FLAG_WRITE;
1079     }
1080
1081     /*
1082      * Try the mapping, if it fails with EBUSY, unmap the region and try
1083      * again.  This shouldn't be necessary, but we sometimes see it in
1084      * the the VGA ROM space.
1085      */
1086     if (ioctl(container->fd, VFIO_IOMMU_MAP_DMA, &map) == 0 ||
1087         (errno == EBUSY && vfio_dma_unmap(container, iova, size) == 0 &&
1088          ioctl(container->fd, VFIO_IOMMU_MAP_DMA, &map) == 0)) {
1089         return 0;
1090     }
1091
1092     DPRINTF("VFIO_MAP_DMA: %d\n", -errno);
1093     return -errno;
1094 }
1095
1096 static bool vfio_listener_skipped_section(MemoryRegionSection *section)
1097 {
1098     return !memory_region_is_ram(section->mr);
1099 }
1100
1101 static void vfio_listener_region_add(MemoryListener *listener,
1102                                      MemoryRegionSection *section)
1103 {
1104     VFIOContainer *container = container_of(listener, VFIOContainer,
1105                                             iommu_data.listener);
1106     hwaddr iova, end;
1107     void *vaddr;
1108     int ret;
1109
1110     if (vfio_listener_skipped_section(section)) {
1111         DPRINTF("vfio: SKIPPING region_add %"HWADDR_PRIx" - %"PRIx64"\n",
1112                 section->offset_within_address_space,
1113                 section->offset_within_address_space + section->size - 1);
1114         return;
1115     }
1116
1117     if (unlikely((section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) !=
1118                  (section->offset_within_region & ~TARGET_PAGE_MASK))) {
1119         error_report("%s received unaligned region\n", __func__);
1120         return;
1121     }
1122
1123     iova = TARGET_PAGE_ALIGN(section->offset_within_address_space);
1124     end = (section->offset_within_address_space + section->size) &
1125           TARGET_PAGE_MASK;
1126
1127     if (iova >= end) {
1128         return;
1129     }
1130
1131     vaddr = memory_region_get_ram_ptr(section->mr) +
1132             section->offset_within_region +
1133             (iova - section->offset_within_address_space);
1134
1135     DPRINTF("vfio: region_add %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx" [%p]\n",
1136             iova, end - 1, vaddr);
1137
1138     ret = vfio_dma_map(container, iova, end - iova, vaddr, section->readonly);
1139     if (ret) {
1140         error_report("vfio_dma_map(%p, 0x%"HWADDR_PRIx", "
1141                      "0x%"HWADDR_PRIx", %p) = %d (%m)\n",
1142                      container, iova, end - iova, vaddr, ret);
1143     }
1144 }
1145
1146 static void vfio_listener_region_del(MemoryListener *listener,
1147                                      MemoryRegionSection *section)
1148 {
1149     VFIOContainer *container = container_of(listener, VFIOContainer,
1150                                             iommu_data.listener);
1151     hwaddr iova, end;
1152     int ret;
1153
1154     if (vfio_listener_skipped_section(section)) {
1155         DPRINTF("vfio: SKIPPING region_del %"HWADDR_PRIx" - %"PRIx64"\n",
1156                 section->offset_within_address_space,
1157                 section->offset_within_address_space + section->size - 1);
1158         return;
1159     }
1160
1161     if (unlikely((section->offset_within_address_space & ~TARGET_PAGE_MASK) !=
1162                  (section->offset_within_region & ~TARGET_PAGE_MASK))) {
1163         error_report("%s received unaligned region\n", __func__);
1164         return;
1165     }
1166
1167     iova = TARGET_PAGE_ALIGN(section->offset_within_address_space);
1168     end = (section->offset_within_address_space + section->size) &
1169           TARGET_PAGE_MASK;
1170
1171     if (iova >= end) {
1172         return;
1173     }
1174
1175     DPRINTF("vfio: region_del %"HWADDR_PRIx" - %"HWADDR_PRIx"\n",
1176             iova, end - 1);
1177
1178     ret = vfio_dma_unmap(container, iova, end - iova);
1179     if (ret) {
1180         error_report("vfio_dma_unmap(%p, 0x%"HWADDR_PRIx", "
1181                      "0x%"HWADDR_PRIx") = %d (%m)\n",
1182                      container, iova, end - iova, ret);
1183     }
1184 }
1185
1186 static MemoryListener vfio_memory_listener = {
1187     .region_add = vfio_listener_region_add,
1188     .region_del = vfio_listener_region_del,
1189 };
1190
1191 static void vfio_listener_release(VFIOContainer *container)
1192 {
1193     memory_listener_unregister(&container->iommu_data.listener);
1194 }
1195
1196 /*
1197  * Interrupt setup
1198  */
1199 static void vfio_disable_interrupts(VFIODevice *vdev)
1200 {
1201     switch (vdev->interrupt) {
1202     case VFIO_INT_INTx:
1203         vfio_disable_intx(vdev);
1204         break;
1205     case VFIO_INT_MSI:
1206         vfio_disable_msi(vdev);
1207         break;
1208     case VFIO_INT_MSIX:
1209         vfio_disable_msix(vdev);
1210         break;
1211     }
1212 }
1213
1214 static int vfio_setup_msi(VFIODevice *vdev, int pos)
1215 {
1216     uint16_t ctrl;
1217     bool msi_64bit, msi_maskbit;
1218     int ret, entries;
1219
1220     if (pread(vdev->fd, &ctrl, sizeof(ctrl),
1221               vdev->config_offset + pos + PCI_CAP_FLAGS) != sizeof(ctrl)) {
1222         return -errno;
1223     }
1224     ctrl = le16_to_cpu(ctrl);
1225
1226     msi_64bit = !!(ctrl & PCI_MSI_FLAGS_64BIT);
1227     msi_maskbit = !!(ctrl & PCI_MSI_FLAGS_MASKBIT);
1228     entries = 1 << ((ctrl & PCI_MSI_FLAGS_QMASK) >> 1);
1229
1230     DPRINTF("%04x:%02x:%02x.%x PCI MSI CAP @0x%x\n", vdev->host.domain,
1231             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function, pos);
1232
1233     ret = msi_init(&vdev->pdev, pos, entries, msi_64bit, msi_maskbit);
1234     if (ret < 0) {
1235         if (ret == -ENOTSUP) {
1236             return 0;
1237         }
1238         error_report("vfio: msi_init failed\n");
1239         return ret;
1240     }
1241     vdev->msi_cap_size = 0xa + (msi_maskbit ? 0xa : 0) + (msi_64bit ? 0x4 : 0);
1242
1243     return 0;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * We don't have any control over how pci_add_capability() inserts
1248  * capabilities into the chain.  In order to setup MSI-X we need a
1249  * MemoryRegion for the BAR.  In order to setup the BAR and not
1250  * attempt to mmap the MSI-X table area, which VFIO won't allow, we
1251  * need to first look for where the MSI-X table lives.  So we
1252  * unfortunately split MSI-X setup across two functions.
1253  */
1254 static int vfio_early_setup_msix(VFIODevice *vdev)
1255 {
1256     uint8_t pos;
1257     uint16_t ctrl;
1258     uint32_t table, pba;
1259
1260     pos = pci_find_capability(&vdev->pdev, PCI_CAP_ID_MSIX);
1261     if (!pos) {
1262         return 0;
1263     }
1264
1265     if (pread(vdev->fd, &ctrl, sizeof(ctrl),
1266               vdev->config_offset + pos + PCI_CAP_FLAGS) != sizeof(ctrl)) {
1267         return -errno;
1268     }
1269
1270     if (pread(vdev->fd, &table, sizeof(table),
1271               vdev->config_offset + pos + PCI_MSIX_TABLE) != sizeof(table)) {
1272         return -errno;
1273     }
1274
1275     if (pread(vdev->fd, &pba, sizeof(pba),
1276               vdev->config_offset + pos + PCI_MSIX_PBA) != sizeof(pba)) {
1277         return -errno;
1278     }
1279
1280     ctrl = le16_to_cpu(ctrl);
1281     table = le32_to_cpu(table);
1282     pba = le32_to_cpu(pba);
1283
1284     vdev->msix = g_malloc0(sizeof(*(vdev->msix)));
1285     vdev->msix->table_bar = table & PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
1286     vdev->msix->table_offset = table & ~PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
1287     vdev->msix->pba_bar = pba & PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
1288     vdev->msix->pba_offset = pba & ~PCI_MSIX_FLAGS_BIRMASK;
1289     vdev->msix->entries = (ctrl & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1;
1290
1291     DPRINTF("%04x:%02x:%02x.%x "
1292             "PCI MSI-X CAP @0x%x, BAR %d, offset 0x%x, entries %d\n",
1293             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
1294             vdev->host.function, pos, vdev->msix->table_bar,
1295             vdev->msix->table_offset, vdev->msix->entries);
1296
1297     return 0;
1298 }
1299
1300 static int vfio_setup_msix(VFIODevice *vdev, int pos)
1301 {
1302     int ret;
1303
1304     ret = msix_init(&vdev->pdev, vdev->msix->entries,
1305                     &vdev->bars[vdev->msix->table_bar].mem,
1306                     vdev->msix->table_bar, vdev->msix->table_offset,
1307                     &vdev->bars[vdev->msix->pba_bar].mem,
1308                     vdev->msix->pba_bar, vdev->msix->pba_offset, pos);
1309     if (ret < 0) {
1310         if (ret == -ENOTSUP) {
1311             return 0;
1312         }
1313         error_report("vfio: msix_init failed\n");
1314         return ret;
1315     }
1316
1317     return 0;
1318 }
1319
1320 static void vfio_teardown_msi(VFIODevice *vdev)
1321 {
1322     msi_uninit(&vdev->pdev);
1323
1324     if (vdev->msix) {
1325         msix_uninit(&vdev->pdev, &vdev->bars[vdev->msix->table_bar].mem,
1326                     &vdev->bars[vdev->msix->pba_bar].mem);
1327     }
1328 }
1329
1330 /*
1331  * Resource setup
1332  */
1333 static void vfio_mmap_set_enabled(VFIODevice *vdev, bool enabled)
1334 {
1335     int i;
1336
1337     for (i = 0; i < PCI_ROM_SLOT; i++) {
1338         VFIOBAR *bar = &vdev->bars[i];
1339
1340         if (!bar->size) {
1341             continue;
1342         }
1343
1344         memory_region_set_enabled(&bar->mmap_mem, enabled);
1345         if (vdev->msix && vdev->msix->table_bar == i) {
1346             memory_region_set_enabled(&vdev->msix->mmap_mem, enabled);
1347         }
1348     }
1349 }
1350
1351 static void vfio_unmap_bar(VFIODevice *vdev, int nr)
1352 {
1353     VFIOBAR *bar = &vdev->bars[nr];
1354
1355     if (!bar->size) {
1356         return;
1357     }
1358
1359     memory_region_del_subregion(&bar->mem, &bar->mmap_mem);
1360     munmap(bar->mmap, memory_region_size(&bar->mmap_mem));
1361
1362     if (vdev->msix && vdev->msix->table_bar == nr) {
1363         memory_region_del_subregion(&bar->mem, &vdev->msix->mmap_mem);
1364         munmap(vdev->msix->mmap, memory_region_size(&vdev->msix->mmap_mem));
1365     }
1366
1367     memory_region_destroy(&bar->mem);
1368 }
1369
1370 static int vfio_mmap_bar(VFIOBAR *bar, MemoryRegion *mem, MemoryRegion *submem,
1371                          void **map, size_t size, off_t offset,
1372                          const char *name)
1373 {
1374     int ret = 0;
1375
1376     if (size && bar->flags & VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP) {
1377         int prot = 0;
1378
1379         if (bar->flags & VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ) {
1380             prot |= PROT_READ;
1381         }
1382
1383         if (bar->flags & VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE) {
1384             prot |= PROT_WRITE;
1385         }
1386
1387         *map = mmap(NULL, size, prot, MAP_SHARED,
1388                     bar->fd, bar->fd_offset + offset);
1389         if (*map == MAP_FAILED) {
1390             *map = NULL;
1391             ret = -errno;
1392             goto empty_region;
1393         }
1394
1395         memory_region_init_ram_ptr(submem, name, size, *map);
1396     } else {
1397 empty_region:
1398         /* Create a zero sized sub-region to make cleanup easy. */
1399         memory_region_init(submem, name, 0);
1400     }
1401
1402     memory_region_add_subregion(mem, offset, submem);
1403
1404     return ret;
1405 }
1406
1407 static void vfio_map_bar(VFIODevice *vdev, int nr)
1408 {
1409     VFIOBAR *bar = &vdev->bars[nr];
1410     unsigned size = bar->size;
1411     char name[64];
1412     uint32_t pci_bar;
1413     uint8_t type;
1414     int ret;
1415
1416     /* Skip both unimplemented BARs and the upper half of 64bit BARS. */
1417     if (!size) {
1418         return;
1419     }
1420
1421     snprintf(name, sizeof(name), "VFIO %04x:%02x:%02x.%x BAR %d",
1422              vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
1423              vdev->host.function, nr);
1424
1425     /* Determine what type of BAR this is for registration */
1426     ret = pread(vdev->fd, &pci_bar, sizeof(pci_bar),
1427                 vdev->config_offset + PCI_BASE_ADDRESS_0 + (4 * nr));
1428     if (ret != sizeof(pci_bar)) {
1429         error_report("vfio: Failed to read BAR %d (%m)\n", nr);
1430         return;
1431     }
1432
1433     pci_bar = le32_to_cpu(pci_bar);
1434     type = pci_bar & (pci_bar & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO ?
1435            ~PCI_BASE_ADDRESS_IO_MASK : ~PCI_BASE_ADDRESS_MEM_MASK);
1436
1437     /* A "slow" read/write mapping underlies all BARs */
1438     memory_region_init_io(&bar->mem, &vfio_bar_ops, bar, name, size);
1439     pci_register_bar(&vdev->pdev, nr, type, &bar->mem);
1440
1441     /*
1442      * We can't mmap areas overlapping the MSIX vector table, so we
1443      * potentially insert a direct-mapped subregion before and after it.
1444      */
1445     if (vdev->msix && vdev->msix->table_bar == nr) {
1446         size = vdev->msix->table_offset & TARGET_PAGE_MASK;
1447     }
1448
1449     strncat(name, " mmap", sizeof(name) - strlen(name) - 1);
1450     if (vfio_mmap_bar(bar, &bar->mem,
1451                       &bar->mmap_mem, &bar->mmap, size, 0, name)) {
1452         error_report("%s unsupported. Performance may be slow\n", name);
1453     }
1454
1455     if (vdev->msix && vdev->msix->table_bar == nr) {
1456         unsigned start;
1457
1458         start = TARGET_PAGE_ALIGN(vdev->msix->table_offset +
1459                                   (vdev->msix->entries * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE));
1460
1461         size = start < bar->size ? bar->size - start : 0;
1462         strncat(name, " msix-hi", sizeof(name) - strlen(name) - 1);
1463         /* VFIOMSIXInfo contains another MemoryRegion for this mapping */
1464         if (vfio_mmap_bar(bar, &bar->mem, &vdev->msix->mmap_mem,
1465                           &vdev->msix->mmap, size, start, name)) {
1466             error_report("%s unsupported. Performance may be slow\n", name);
1467         }
1468     }
1469 }
1470
1471 static void vfio_map_bars(VFIODevice *vdev)
1472 {
1473     int i;
1474
1475     for (i = 0; i < PCI_ROM_SLOT; i++) {
1476         vfio_map_bar(vdev, i);
1477     }
1478 }
1479
1480 static void vfio_unmap_bars(VFIODevice *vdev)
1481 {
1482     int i;
1483
1484     for (i = 0; i < PCI_ROM_SLOT; i++) {
1485         vfio_unmap_bar(vdev, i);
1486     }
1487 }
1488
1489 /*
1490  * General setup
1491  */
1492 static uint8_t vfio_std_cap_max_size(PCIDevice *pdev, uint8_t pos)
1493 {
1494     uint8_t tmp, next = 0xff;
1495
1496     for (tmp = pdev->config[PCI_CAPABILITY_LIST]; tmp;
1497          tmp = pdev->config[tmp + 1]) {
1498         if (tmp > pos && tmp < next) {
1499             next = tmp;
1500         }
1501     }
1502
1503     return next - pos;
1504 }
1505
1506 static int vfio_add_std_cap(VFIODevice *vdev, uint8_t pos)
1507 {
1508     PCIDevice *pdev = &vdev->pdev;
1509     uint8_t cap_id, next, size;
1510     int ret;
1511
1512     cap_id = pdev->config[pos];
1513     next = pdev->config[pos + 1];
1514
1515     /*
1516      * If it becomes important to configure capabilities to their actual
1517      * size, use this as the default when it's something we don't recognize.
1518      * Since QEMU doesn't actually handle many of the config accesses,
1519      * exact size doesn't seem worthwhile.
1520      */
1521     size = vfio_std_cap_max_size(pdev, pos);
1522
1523     /*
1524      * pci_add_capability always inserts the new capability at the head
1525      * of the chain.  Therefore to end up with a chain that matches the
1526      * physical device, we insert from the end by making this recursive.
1527      * This is also why we pre-caclulate size above as cached config space
1528      * will be changed as we unwind the stack.
1529      */
1530     if (next) {
1531         ret = vfio_add_std_cap(vdev, next);
1532         if (ret) {
1533             return ret;
1534         }
1535     } else {
1536         pdev->config[PCI_CAPABILITY_LIST] = 0; /* Begin the rebuild */
1537     }
1538
1539     switch (cap_id) {
1540     case PCI_CAP_ID_MSI:
1541         ret = vfio_setup_msi(vdev, pos);
1542         break;
1543     case PCI_CAP_ID_MSIX:
1544         ret = vfio_setup_msix(vdev, pos);
1545         break;
1546     default:
1547         ret = pci_add_capability(pdev, cap_id, pos, size);
1548         break;
1549     }
1550
1551     if (ret < 0) {
1552         error_report("vfio: %04x:%02x:%02x.%x Error adding PCI capability "
1553                      "0x%x[0x%x]@0x%x: %d\n", vdev->host.domain,
1554                      vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function,
1555                      cap_id, size, pos, ret);
1556         return ret;
1557     }
1558
1559     return 0;
1560 }
1561
1562 static int vfio_add_capabilities(VFIODevice *vdev)
1563 {
1564     PCIDevice *pdev = &vdev->pdev;
1565
1566     if (!(pdev->config[PCI_STATUS] & PCI_STATUS_CAP_LIST) ||
1567         !pdev->config[PCI_CAPABILITY_LIST]) {
1568         return 0; /* Nothing to add */
1569     }
1570
1571     return vfio_add_std_cap(vdev, pdev->config[PCI_CAPABILITY_LIST]);
1572 }
1573
1574 static int vfio_load_rom(VFIODevice *vdev)
1575 {
1576     uint64_t size = vdev->rom_size;
1577     char name[32];
1578     off_t off = 0, voff = vdev->rom_offset;
1579     ssize_t bytes;
1580     void *ptr;
1581
1582     /* If loading ROM from file, pci handles it */
1583     if (vdev->pdev.romfile || !vdev->pdev.rom_bar || !size) {
1584         return 0;
1585     }
1586
1587     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x)\n", __func__, vdev->host.domain,
1588             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
1589
1590     snprintf(name, sizeof(name), "vfio[%04x:%02x:%02x.%x].rom",
1591              vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
1592              vdev->host.function);
1593     memory_region_init_ram(&vdev->pdev.rom, name, size);
1594     ptr = memory_region_get_ram_ptr(&vdev->pdev.rom);
1595     memset(ptr, 0xff, size);
1596
1597     while (size) {
1598         bytes = pread(vdev->fd, ptr + off, size, voff + off);
1599         if (bytes == 0) {
1600             break; /* expect that we could get back less than the ROM BAR */
1601         } else if (bytes > 0) {
1602             off += bytes;
1603             size -= bytes;
1604         } else {
1605             if (errno == EINTR || errno == EAGAIN) {
1606                 continue;
1607             }
1608             error_report("vfio: Error reading device ROM: %m\n");
1609             memory_region_destroy(&vdev->pdev.rom);
1610             return -errno;
1611         }
1612     }
1613
1614     pci_register_bar(&vdev->pdev, PCI_ROM_SLOT, 0, &vdev->pdev.rom);
1615     vdev->pdev.has_rom = true;
1616     return 0;
1617 }
1618
1619 static int vfio_connect_container(VFIOGroup *group)
1620 {
1621     VFIOContainer *container;
1622     int ret, fd;
1623
1624     if (group->container) {
1625         return 0;
1626     }
1627
1628     QLIST_FOREACH(container, &container_list, next) {
1629         if (!ioctl(group->fd, VFIO_GROUP_SET_CONTAINER, &container->fd)) {
1630             group->container = container;
1631             QLIST_INSERT_HEAD(&container->group_list, group, container_next);
1632             return 0;
1633         }
1634     }
1635
1636     fd = qemu_open("/dev/vfio/vfio", O_RDWR);
1637     if (fd < 0) {
1638         error_report("vfio: failed to open /dev/vfio/vfio: %m\n");
1639         return -errno;
1640     }
1641
1642     ret = ioctl(fd, VFIO_GET_API_VERSION);
1643     if (ret != VFIO_API_VERSION) {
1644         error_report("vfio: supported vfio version: %d, "
1645                      "reported version: %d\n", VFIO_API_VERSION, ret);
1646         close(fd);
1647         return -EINVAL;
1648     }
1649
1650     container = g_malloc0(sizeof(*container));
1651     container->fd = fd;
1652
1653     if (ioctl(fd, VFIO_CHECK_EXTENSION, VFIO_TYPE1_IOMMU)) {
1654         ret = ioctl(group->fd, VFIO_GROUP_SET_CONTAINER, &fd);
1655         if (ret) {
1656             error_report("vfio: failed to set group container: %m\n");
1657             g_free(container);
1658             close(fd);
1659             return -errno;
1660         }
1661
1662         ret = ioctl(fd, VFIO_SET_IOMMU, VFIO_TYPE1_IOMMU);
1663         if (ret) {
1664             error_report("vfio: failed to set iommu for container: %m\n");
1665             g_free(container);
1666             close(fd);
1667             return -errno;
1668         }
1669
1670         container->iommu_data.listener = vfio_memory_listener;
1671         container->iommu_data.release = vfio_listener_release;
1672
1673         memory_listener_register(&container->iommu_data.listener, &address_space_memory);
1674     } else {
1675         error_report("vfio: No available IOMMU models\n");
1676         g_free(container);
1677         close(fd);
1678         return -EINVAL;
1679     }
1680
1681     QLIST_INIT(&container->group_list);
1682     QLIST_INSERT_HEAD(&container_list, container, next);
1683
1684     group->container = container;
1685     QLIST_INSERT_HEAD(&container->group_list, group, container_next);
1686
1687     return 0;
1688 }
1689
1690 static void vfio_disconnect_container(VFIOGroup *group)
1691 {
1692     VFIOContainer *container = group->container;
1693
1694     if (ioctl(group->fd, VFIO_GROUP_UNSET_CONTAINER, &container->fd)) {
1695         error_report("vfio: error disconnecting group %d from container\n",
1696                      group->groupid);
1697     }
1698
1699     QLIST_REMOVE(group, container_next);
1700     group->container = NULL;
1701
1702     if (QLIST_EMPTY(&container->group_list)) {
1703         if (container->iommu_data.release) {
1704             container->iommu_data.release(container);
1705         }
1706         QLIST_REMOVE(container, next);
1707         DPRINTF("vfio_disconnect_container: close container->fd\n");
1708         close(container->fd);
1709         g_free(container);
1710     }
1711 }
1712
1713 static VFIOGroup *vfio_get_group(int groupid)
1714 {
1715     VFIOGroup *group;
1716     char path[32];
1717     struct vfio_group_status status = { .argsz = sizeof(status) };
1718
1719     QLIST_FOREACH(group, &group_list, next) {
1720         if (group->groupid == groupid) {
1721             return group;
1722         }
1723     }
1724
1725     group = g_malloc0(sizeof(*group));
1726
1727     snprintf(path, sizeof(path), "/dev/vfio/%d", groupid);
1728     group->fd = qemu_open(path, O_RDWR);
1729     if (group->fd < 0) {
1730         error_report("vfio: error opening %s: %m\n", path);
1731         g_free(group);
1732         return NULL;
1733     }
1734
1735     if (ioctl(group->fd, VFIO_GROUP_GET_STATUS, &status)) {
1736         error_report("vfio: error getting group status: %m\n");
1737         close(group->fd);
1738         g_free(group);
1739         return NULL;
1740     }
1741
1742     if (!(status.flags & VFIO_GROUP_FLAGS_VIABLE)) {
1743         error_report("vfio: error, group %d is not viable, please ensure "
1744                      "all devices within the iommu_group are bound to their "
1745                      "vfio bus driver.\n", groupid);
1746         close(group->fd);
1747         g_free(group);
1748         return NULL;
1749     }
1750
1751     group->groupid = groupid;
1752     QLIST_INIT(&group->device_list);
1753
1754     if (vfio_connect_container(group)) {
1755         error_report("vfio: failed to setup container for group %d\n", groupid);
1756         close(group->fd);
1757         g_free(group);
1758         return NULL;
1759     }
1760
1761     QLIST_INSERT_HEAD(&group_list, group, next);
1762
1763     return group;
1764 }
1765
1766 static void vfio_put_group(VFIOGroup *group)
1767 {
1768     if (!QLIST_EMPTY(&group->device_list)) {
1769         return;
1770     }
1771
1772     vfio_disconnect_container(group);
1773     QLIST_REMOVE(group, next);
1774     DPRINTF("vfio_put_group: close group->fd\n");
1775     close(group->fd);
1776     g_free(group);
1777 }
1778
1779 static int vfio_get_device(VFIOGroup *group, const char *name, VFIODevice *vdev)
1780 {
1781     struct vfio_device_info dev_info = { .argsz = sizeof(dev_info) };
1782     struct vfio_region_info reg_info = { .argsz = sizeof(reg_info) };
1783     int ret, i;
1784
1785     ret = ioctl(group->fd, VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD, name);
1786     if (ret < 0) {
1787         error_report("vfio: error getting device %s from group %d: %m\n",
1788                      name, group->groupid);
1789         error_report("Verify all devices in group %d are bound to vfio-pci "
1790                      "or pci-stub and not already in use\n", group->groupid);
1791         return ret;
1792     }
1793
1794     vdev->fd = ret;
1795     vdev->group = group;
1796     QLIST_INSERT_HEAD(&group->device_list, vdev, next);
1797
1798     /* Sanity check device */
1799     ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_GET_INFO, &dev_info);
1800     if (ret) {
1801         error_report("vfio: error getting device info: %m\n");
1802         goto error;
1803     }
1804
1805     DPRINTF("Device %s flags: %u, regions: %u, irgs: %u\n", name,
1806             dev_info.flags, dev_info.num_regions, dev_info.num_irqs);
1807
1808     if (!(dev_info.flags & VFIO_DEVICE_FLAGS_PCI)) {
1809         error_report("vfio: Um, this isn't a PCI device\n");
1810         goto error;
1811     }
1812
1813     vdev->reset_works = !!(dev_info.flags & VFIO_DEVICE_FLAGS_RESET);
1814     if (!vdev->reset_works) {
1815         error_report("Warning, device %s does not support reset\n", name);
1816     }
1817
1818     if (dev_info.num_regions != VFIO_PCI_NUM_REGIONS) {
1819         error_report("vfio: unexpected number of io regions %u\n",
1820                      dev_info.num_regions);
1821         goto error;
1822     }
1823
1824     if (dev_info.num_irqs != VFIO_PCI_NUM_IRQS) {
1825         error_report("vfio: unexpected number of irqs %u\n", dev_info.num_irqs);
1826         goto error;
1827     }
1828
1829     for (i = VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX; i < VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX; i++) {
1830         reg_info.index = i;
1831
1832         ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO, &reg_info);
1833         if (ret) {
1834             error_report("vfio: Error getting region %d info: %m\n", i);
1835             goto error;
1836         }
1837
1838         DPRINTF("Device %s region %d:\n", name, i);
1839         DPRINTF("  size: 0x%lx, offset: 0x%lx, flags: 0x%lx\n",
1840                 (unsigned long)reg_info.size, (unsigned long)reg_info.offset,
1841                 (unsigned long)reg_info.flags);
1842
1843         vdev->bars[i].flags = reg_info.flags;
1844         vdev->bars[i].size = reg_info.size;
1845         vdev->bars[i].fd_offset = reg_info.offset;
1846         vdev->bars[i].fd = vdev->fd;
1847         vdev->bars[i].nr = i;
1848     }
1849
1850     reg_info.index = VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX;
1851
1852     ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO, &reg_info);
1853     if (ret) {
1854         error_report("vfio: Error getting ROM info: %m\n");
1855         goto error;
1856     }
1857
1858     DPRINTF("Device %s ROM:\n", name);
1859     DPRINTF("  size: 0x%lx, offset: 0x%lx, flags: 0x%lx\n",
1860             (unsigned long)reg_info.size, (unsigned long)reg_info.offset,
1861             (unsigned long)reg_info.flags);
1862
1863     vdev->rom_size = reg_info.size;
1864     vdev->rom_offset = reg_info.offset;
1865
1866     reg_info.index = VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX;
1867
1868     ret = ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO, &reg_info);
1869     if (ret) {
1870         error_report("vfio: Error getting config info: %m\n");
1871         goto error;
1872     }
1873
1874     DPRINTF("Device %s config:\n", name);
1875     DPRINTF("  size: 0x%lx, offset: 0x%lx, flags: 0x%lx\n",
1876             (unsigned long)reg_info.size, (unsigned long)reg_info.offset,
1877             (unsigned long)reg_info.flags);
1878
1879     vdev->config_size = reg_info.size;
1880     vdev->config_offset = reg_info.offset;
1881
1882 error:
1883     if (ret) {
1884         QLIST_REMOVE(vdev, next);
1885         vdev->group = NULL;
1886         close(vdev->fd);
1887     }
1888     return ret;
1889 }
1890
1891 static void vfio_put_device(VFIODevice *vdev)
1892 {
1893     QLIST_REMOVE(vdev, next);
1894     vdev->group = NULL;
1895     DPRINTF("vfio_put_device: close vdev->fd\n");
1896     close(vdev->fd);
1897     if (vdev->msix) {
1898         g_free(vdev->msix);
1899         vdev->msix = NULL;
1900     }
1901 }
1902
1903 static int vfio_initfn(PCIDevice *pdev)
1904 {
1905     VFIODevice *pvdev, *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
1906     VFIOGroup *group;
1907     char path[PATH_MAX], iommu_group_path[PATH_MAX], *group_name;
1908     ssize_t len;
1909     struct stat st;
1910     int groupid;
1911     int ret;
1912
1913     /* Check that the host device exists */
1914     snprintf(path, sizeof(path),
1915              "/sys/bus/pci/devices/%04x:%02x:%02x.%01x/",
1916              vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
1917              vdev->host.function);
1918     if (stat(path, &st) < 0) {
1919         error_report("vfio: error: no such host device: %s\n", path);
1920         return -errno;
1921     }
1922
1923     strncat(path, "iommu_group", sizeof(path) - strlen(path) - 1);
1924
1925     len = readlink(path, iommu_group_path, PATH_MAX);
1926     if (len <= 0) {
1927         error_report("vfio: error no iommu_group for device\n");
1928         return -errno;
1929     }
1930
1931     iommu_group_path[len] = 0;
1932     group_name = basename(iommu_group_path);
1933
1934     if (sscanf(group_name, "%d", &groupid) != 1) {
1935         error_report("vfio: error reading %s: %m\n", path);
1936         return -errno;
1937     }
1938
1939     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x) group %d\n", __func__, vdev->host.domain,
1940             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function, groupid);
1941
1942     group = vfio_get_group(groupid);
1943     if (!group) {
1944         error_report("vfio: failed to get group %d\n", groupid);
1945         return -ENOENT;
1946     }
1947
1948     snprintf(path, sizeof(path), "%04x:%02x:%02x.%01x",
1949             vdev->host.domain, vdev->host.bus, vdev->host.slot,
1950             vdev->host.function);
1951
1952     QLIST_FOREACH(pvdev, &group->device_list, next) {
1953         if (pvdev->host.domain == vdev->host.domain &&
1954             pvdev->host.bus == vdev->host.bus &&
1955             pvdev->host.slot == vdev->host.slot &&
1956             pvdev->host.function == vdev->host.function) {
1957
1958             error_report("vfio: error: device %s is already attached\n", path);
1959             vfio_put_group(group);
1960             return -EBUSY;
1961         }
1962     }
1963
1964     ret = vfio_get_device(group, path, vdev);
1965     if (ret) {
1966         error_report("vfio: failed to get device %s\n", path);
1967         vfio_put_group(group);
1968         return ret;
1969     }
1970
1971     /* Get a copy of config space */
1972     ret = pread(vdev->fd, vdev->pdev.config,
1973                 MIN(pci_config_size(&vdev->pdev), vdev->config_size),
1974                 vdev->config_offset);
1975     if (ret < (int)MIN(pci_config_size(&vdev->pdev), vdev->config_size)) {
1976         ret = ret < 0 ? -errno : -EFAULT;
1977         error_report("vfio: Failed to read device config space\n");
1978         goto out_put;
1979     }
1980
1981     /*
1982      * Clear host resource mapping info.  If we choose not to register a
1983      * BAR, such as might be the case with the option ROM, we can get
1984      * confusing, unwritable, residual addresses from the host here.
1985      */
1986     memset(&vdev->pdev.config[PCI_BASE_ADDRESS_0], 0, 24);
1987     memset(&vdev->pdev.config[PCI_ROM_ADDRESS], 0, 4);
1988
1989     vfio_load_rom(vdev);
1990
1991     ret = vfio_early_setup_msix(vdev);
1992     if (ret) {
1993         goto out_put;
1994     }
1995
1996     vfio_map_bars(vdev);
1997
1998     ret = vfio_add_capabilities(vdev);
1999     if (ret) {
2000         goto out_teardown;
2001     }
2002
2003     if (vfio_pci_read_config(&vdev->pdev, PCI_INTERRUPT_PIN, 1)) {
2004         vdev->intx.mmap_timer = qemu_new_timer_ms(vm_clock,
2005                                                   vfio_intx_mmap_enable, vdev);
2006         pci_device_set_intx_routing_notifier(&vdev->pdev, vfio_update_irq);
2007         ret = vfio_enable_intx(vdev);
2008         if (ret) {
2009             goto out_teardown;
2010         }
2011     }
2012
2013     return 0;
2014
2015 out_teardown:
2016     pci_device_set_intx_routing_notifier(&vdev->pdev, NULL);
2017     vfio_teardown_msi(vdev);
2018     vfio_unmap_bars(vdev);
2019 out_put:
2020     vfio_put_device(vdev);
2021     vfio_put_group(group);
2022     return ret;
2023 }
2024
2025 static void vfio_exitfn(PCIDevice *pdev)
2026 {
2027     VFIODevice *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
2028     VFIOGroup *group = vdev->group;
2029
2030     pci_device_set_intx_routing_notifier(&vdev->pdev, NULL);
2031     vfio_disable_interrupts(vdev);
2032     if (vdev->intx.mmap_timer) {
2033         qemu_free_timer(vdev->intx.mmap_timer);
2034     }
2035     vfio_teardown_msi(vdev);
2036     vfio_unmap_bars(vdev);
2037     vfio_put_device(vdev);
2038     vfio_put_group(group);
2039 }
2040
2041 static void vfio_pci_reset(DeviceState *dev)
2042 {
2043     PCIDevice *pdev = DO_UPCAST(PCIDevice, qdev, dev);
2044     VFIODevice *vdev = DO_UPCAST(VFIODevice, pdev, pdev);
2045     uint16_t cmd;
2046
2047     DPRINTF("%s(%04x:%02x:%02x.%x)\n", __func__, vdev->host.domain,
2048             vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
2049
2050     vfio_disable_interrupts(vdev);
2051
2052     /*
2053      * Stop any ongoing DMA by disconecting I/O, MMIO, and bus master.
2054      * Also put INTx Disable in known state.
2055      */
2056     cmd = vfio_pci_read_config(pdev, PCI_COMMAND, 2);
2057     cmd &= ~(PCI_COMMAND_IO | PCI_COMMAND_MEMORY | PCI_COMMAND_MASTER |
2058              PCI_COMMAND_INTX_DISABLE);
2059     vfio_pci_write_config(pdev, PCI_COMMAND, cmd, 2);
2060
2061     if (vdev->reset_works) {
2062         if (ioctl(vdev->fd, VFIO_DEVICE_RESET)) {
2063             error_report("vfio: Error unable to reset physical device "
2064                          "(%04x:%02x:%02x.%x): %m\n", vdev->host.domain,
2065                          vdev->host.bus, vdev->host.slot, vdev->host.function);
2066         }
2067     }
2068
2069     vfio_enable_intx(vdev);
2070 }
2071
2072 static Property vfio_pci_dev_properties[] = {
2073     DEFINE_PROP_PCI_HOST_DEVADDR("host", VFIODevice, host),
2074     DEFINE_PROP_UINT32("x-intx-mmap-timeout-ms", VFIODevice,
2075                        intx.mmap_timeout, 1100),
2076     /*
2077      * TODO - support passed fds... is this necessary?
2078      * DEFINE_PROP_STRING("vfiofd", VFIODevice, vfiofd_name),
2079      * DEFINE_PROP_STRING("vfiogroupfd, VFIODevice, vfiogroupfd_name),
2080      */
2081     DEFINE_PROP_END_OF_LIST(),
2082 };
2083
2084 static const VMStateDescription vfio_pci_vmstate = {
2085     .name = "vfio-pci",
2086     .unmigratable = 1,
2087 };
2088
2089 static void vfio_pci_dev_class_init(ObjectClass *klass, void *data)
2090 {
2091     DeviceClass *dc = DEVICE_CLASS(klass);
2092     PCIDeviceClass *pdc = PCI_DEVICE_CLASS(klass);
2093
2094     dc->reset = vfio_pci_reset;
2095     dc->props = vfio_pci_dev_properties;
2096     dc->vmsd = &vfio_pci_vmstate;
2097     dc->desc = "VFIO-based PCI device assignment";
2098     pdc->init = vfio_initfn;
2099     pdc->exit = vfio_exitfn;
2100     pdc->config_read = vfio_pci_read_config;
2101     pdc->config_write = vfio_pci_write_config;
2102 }
2103
2104 static const TypeInfo vfio_pci_dev_info = {
2105     .name = "vfio-pci",
2106     .parent = TYPE_PCI_DEVICE,
2107     .instance_size = sizeof(VFIODevice),
2108     .class_init = vfio_pci_dev_class_init,
2109 };
2110
2111 static void register_vfio_pci_dev_type(void)
2112 {
2113     type_register_static(&vfio_pci_dev_info);
2114 }
2115
2116 type_init(register_vfio_pci_dev_type)