xref: /openbmc/linux/virt/kvm/vfio.c (revision e5c86679)
1 /*
2  * VFIO-KVM bridge pseudo device
3  *
4  * Copyright (C) 2013 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
5  *     Author: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  */
11 
12 #include <linux/errno.h>
13 #include <linux/file.h>
14 #include <linux/kvm_host.h>
15 #include <linux/list.h>
16 #include <linux/module.h>
17 #include <linux/mutex.h>
18 #include <linux/slab.h>
19 #include <linux/uaccess.h>
20 #include <linux/vfio.h>
21 #include "vfio.h"
22 
23 struct kvm_vfio_group {
24 	struct list_head node;
25 	struct vfio_group *vfio_group;
26 };
27 
28 struct kvm_vfio {
29 	struct list_head group_list;
30 	struct mutex lock;
31 	bool noncoherent;
32 };
33 
34 static struct vfio_group *kvm_vfio_group_get_external_user(struct file *filep)
35 {
36 	struct vfio_group *vfio_group;
37 	struct vfio_group *(*fn)(struct file *);
38 
39 	fn = symbol_get(vfio_group_get_external_user);
40 	if (!fn)
41 		return ERR_PTR(-EINVAL);
42 
43 	vfio_group = fn(filep);
44 
45 	symbol_put(vfio_group_get_external_user);
46 
47 	return vfio_group;
48 }
49 
50 static void kvm_vfio_group_put_external_user(struct vfio_group *vfio_group)
51 {
52 	void (*fn)(struct vfio_group *);
53 
54 	fn = symbol_get(vfio_group_put_external_user);
55 	if (!fn)
56 		return;
57 
58 	fn(vfio_group);
59 
60 	symbol_put(vfio_group_put_external_user);
61 }
62 
63 static void kvm_vfio_group_set_kvm(struct vfio_group *group, struct kvm *kvm)
64 {
65 	void (*fn)(struct vfio_group *, struct kvm *);
66 
67 	fn = symbol_get(vfio_group_set_kvm);
68 	if (!fn)
69 		return;
70 
71 	fn(group, kvm);
72 
73 	symbol_put(vfio_group_set_kvm);
74 }
75 
76 static bool kvm_vfio_group_is_coherent(struct vfio_group *vfio_group)
77 {
78 	long (*fn)(struct vfio_group *, unsigned long);
79 	long ret;
80 
81 	fn = symbol_get(vfio_external_check_extension);
82 	if (!fn)
83 		return false;
84 
85 	ret = fn(vfio_group, VFIO_DMA_CC_IOMMU);
86 
87 	symbol_put(vfio_external_check_extension);
88 
89 	return ret > 0;
90 }
91 
92 /*
93  * Groups can use the same or different IOMMU domains.  If the same then
94  * adding a new group may change the coherency of groups we've previously
95  * been told about.  We don't want to care about any of that so we retest
96  * each group and bail as soon as we find one that's noncoherent.  This
97  * means we only ever [un]register_noncoherent_dma once for the whole device.
98  */
99 static void kvm_vfio_update_coherency(struct kvm_device *dev)
100 {
101 	struct kvm_vfio *kv = dev->private;
102 	bool noncoherent = false;
103 	struct kvm_vfio_group *kvg;
104 
105 	mutex_lock(&kv->lock);
106 
107 	list_for_each_entry(kvg, &kv->group_list, node) {
108 		if (!kvm_vfio_group_is_coherent(kvg->vfio_group)) {
109 			noncoherent = true;
110 			break;
111 		}
112 	}
113 
114 	if (noncoherent != kv->noncoherent) {
115 		kv->noncoherent = noncoherent;
116 
117 		if (kv->noncoherent)
118 			kvm_arch_register_noncoherent_dma(dev->kvm);
119 		else
120 			kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(dev->kvm);
121 	}
122 
123 	mutex_unlock(&kv->lock);
124 }
125 
126 static int kvm_vfio_set_group(struct kvm_device *dev, long attr, u64 arg)
127 {
128 	struct kvm_vfio *kv = dev->private;
129 	struct vfio_group *vfio_group;
130 	struct kvm_vfio_group *kvg;
131 	int32_t __user *argp = (int32_t __user *)(unsigned long)arg;
132 	struct fd f;
133 	int32_t fd;
134 	int ret;
135 
136 	switch (attr) {
137 	case KVM_DEV_VFIO_GROUP_ADD:
138 		if (get_user(fd, argp))
139 			return -EFAULT;
140 
141 		f = fdget(fd);
142 		if (!f.file)
143 			return -EBADF;
144 
145 		vfio_group = kvm_vfio_group_get_external_user(f.file);
146 		fdput(f);
147 
148 		if (IS_ERR(vfio_group))
149 			return PTR_ERR(vfio_group);
150 
151 		mutex_lock(&kv->lock);
152 
153 		list_for_each_entry(kvg, &kv->group_list, node) {
154 			if (kvg->vfio_group == vfio_group) {
155 				mutex_unlock(&kv->lock);
156 				kvm_vfio_group_put_external_user(vfio_group);
157 				return -EEXIST;
158 			}
159 		}
160 
161 		kvg = kzalloc(sizeof(*kvg), GFP_KERNEL);
162 		if (!kvg) {
163 			mutex_unlock(&kv->lock);
164 			kvm_vfio_group_put_external_user(vfio_group);
165 			return -ENOMEM;
166 		}
167 
168 		list_add_tail(&kvg->node, &kv->group_list);
169 		kvg->vfio_group = vfio_group;
170 
171 		kvm_arch_start_assignment(dev->kvm);
172 
173 		mutex_unlock(&kv->lock);
174 
175 		kvm_vfio_group_set_kvm(vfio_group, dev->kvm);
176 
177 		kvm_vfio_update_coherency(dev);
178 
179 		return 0;
180 
181 	case KVM_DEV_VFIO_GROUP_DEL:
182 		if (get_user(fd, argp))
183 			return -EFAULT;
184 
185 		f = fdget(fd);
186 		if (!f.file)
187 			return -EBADF;
188 
189 		vfio_group = kvm_vfio_group_get_external_user(f.file);
190 		fdput(f);
191 
192 		if (IS_ERR(vfio_group))
193 			return PTR_ERR(vfio_group);
194 
195 		ret = -ENOENT;
196 
197 		mutex_lock(&kv->lock);
198 
199 		list_for_each_entry(kvg, &kv->group_list, node) {
200 			if (kvg->vfio_group != vfio_group)
201 				continue;
202 
203 			list_del(&kvg->node);
204 			kvm_vfio_group_put_external_user(kvg->vfio_group);
205 			kfree(kvg);
206 			ret = 0;
207 			break;
208 		}
209 
210 		kvm_arch_end_assignment(dev->kvm);
211 
212 		mutex_unlock(&kv->lock);
213 
214 		kvm_vfio_group_set_kvm(vfio_group, NULL);
215 
216 		kvm_vfio_group_put_external_user(vfio_group);
217 
218 		kvm_vfio_update_coherency(dev);
219 
220 		return ret;
221 	}
222 
223 	return -ENXIO;
224 }
225 
226 static int kvm_vfio_set_attr(struct kvm_device *dev,
227 			     struct kvm_device_attr *attr)
228 {
229 	switch (attr->group) {
230 	case KVM_DEV_VFIO_GROUP:
231 		return kvm_vfio_set_group(dev, attr->attr, attr->addr);
232 	}
233 
234 	return -ENXIO;
235 }
236 
237 static int kvm_vfio_has_attr(struct kvm_device *dev,
238 			     struct kvm_device_attr *attr)
239 {
240 	switch (attr->group) {
241 	case KVM_DEV_VFIO_GROUP:
242 		switch (attr->attr) {
243 		case KVM_DEV_VFIO_GROUP_ADD:
244 		case KVM_DEV_VFIO_GROUP_DEL:
245 			return 0;
246 		}
247 
248 		break;
249 	}
250 
251 	return -ENXIO;
252 }
253 
254 static void kvm_vfio_destroy(struct kvm_device *dev)
255 {
256 	struct kvm_vfio *kv = dev->private;
257 	struct kvm_vfio_group *kvg, *tmp;
258 
259 	list_for_each_entry_safe(kvg, tmp, &kv->group_list, node) {
260 		kvm_vfio_group_set_kvm(kvg->vfio_group, NULL);
261 		kvm_vfio_group_put_external_user(kvg->vfio_group);
262 		list_del(&kvg->node);
263 		kfree(kvg);
264 		kvm_arch_end_assignment(dev->kvm);
265 	}
266 
267 	kvm_vfio_update_coherency(dev);
268 
269 	kfree(kv);
270 	kfree(dev); /* alloc by kvm_ioctl_create_device, free by .destroy */
271 }
272 
273 static int kvm_vfio_create(struct kvm_device *dev, u32 type);
274 
275 static struct kvm_device_ops kvm_vfio_ops = {
276 	.name = "kvm-vfio",
277 	.create = kvm_vfio_create,
278 	.destroy = kvm_vfio_destroy,
279 	.set_attr = kvm_vfio_set_attr,
280 	.has_attr = kvm_vfio_has_attr,
281 };
282 
283 static int kvm_vfio_create(struct kvm_device *dev, u32 type)
284 {
285 	struct kvm_device *tmp;
286 	struct kvm_vfio *kv;
287 
288 	/* Only one VFIO "device" per VM */
289 	list_for_each_entry(tmp, &dev->kvm->devices, vm_node)
290 		if (tmp->ops == &kvm_vfio_ops)
291 			return -EBUSY;
292 
293 	kv = kzalloc(sizeof(*kv), GFP_KERNEL);
294 	if (!kv)
295 		return -ENOMEM;
296 
297 	INIT_LIST_HEAD(&kv->group_list);
298 	mutex_init(&kv->lock);
299 
300 	dev->private = kv;
301 
302 	return 0;
303 }
304 
305 int kvm_vfio_ops_init(void)
306 {
307 	return kvm_register_device_ops(&kvm_vfio_ops, KVM_DEV_TYPE_VFIO);
308 }
309 
310 void kvm_vfio_ops_exit(void)
311 {
312 	kvm_unregister_device_ops(KVM_DEV_TYPE_VFIO);
313 }
314