drivers/vfio/pci/vfio_pci.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2012 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
   4  *     Author: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
   5  *
   6  * Derived from original vfio:
   7  * Copyright 2010 Cisco Systems, Inc.  All rights reserved.
   8  * Author: Tom Lyon, pugs@cisco.com
   9  */
  10
  11 #define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt
  12 #define dev_fmt pr_fmt
  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 #include <linux/vgaarb.h>
  29 #include <linux/nospec.h>
  30
  31 #include "vfio_pci_private.h"
  32
  33 #define DRIVER_VERSION  "0.2"
  34 #define DRIVER_AUTHOR   "Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>"
  35 #define DRIVER_DESC     "VFIO PCI - User Level meta-driver"
  36
  37 static char ids[1024] __initdata;
  38 module_param_string(ids, ids, sizeof(ids), 0);
  39 MODULE_PARM_DESC(ids, "Initial PCI IDs to add to the vfio driver, format is \"vendor:device[:subvendor[:subdevice[:class[:class_mask]]]]\" and multiple comma separated entries can be specified");
  40
  41 static bool nointxmask;
  42 module_param_named(nointxmask, nointxmask, bool, S_IRUGO | S_IWUSR);
  43 MODULE_PARM_DESC(nointxmask,
  44                   "Disable support for PCI 2.3 style INTx masking.  If this resolves problems for specific devices, report lspci -vvvxxx to linux-pci@vger.kernel.org so the device can be fixed automatically via the broken_intx_masking flag.");
  45
  46 #ifdef CONFIG_VFIO_PCI_VGA
  47 static bool disable_vga;
  48 module_param(disable_vga, bool, S_IRUGO);
  49 MODULE_PARM_DESC(disable_vga, "Disable VGA resource access through vfio-pci");
  50 #endif
  51
  52 static bool disable_idle_d3;
  53 module_param(disable_idle_d3, bool, S_IRUGO | S_IWUSR);
  54 MODULE_PARM_DESC(disable_idle_d3,
  55                  "Disable using the PCI D3 low power state for idle, unused devices");
  56
  57 static inline bool vfio_vga_disabled(void)
  58 {
  59 #ifdef CONFIG_VFIO_PCI_VGA
  60         return disable_vga;
  61 #else
  62         return true;
  63 #endif
  64 }
  65
  66 /*
  67  * Our VGA arbiter participation is limited since we don't know anything
  68  * about the device itself.  However, if the device is the only VGA device
  69  * downstream of a bridge and VFIO VGA support is disabled, then we can
  70  * safely return legacy VGA IO and memory as not decoded since the user
  71  * has no way to get to it and routing can be disabled externally at the
  72  * bridge.
  73  */
  74 static unsigned int vfio_pci_set_vga_decode(void *opaque, bool single_vga)
  75 {
  76         struct vfio_pci_device *vdev = opaque;
  77         struct pci_dev *tmp = NULL, *pdev = vdev->pdev;
  78         unsigned char max_busnr;
  79         unsigned int decodes;
  80
  81         if (single_vga || !vfio_vga_disabled() || pci_is_root_bus(pdev->bus))
  82                 return VGA_RSRC_NORMAL_IO | VGA_RSRC_NORMAL_MEM |
  83                        VGA_RSRC_LEGACY_IO | VGA_RSRC_LEGACY_MEM;
  84
  85         max_busnr = pci_bus_max_busnr(pdev->bus);
  86         decodes = VGA_RSRC_NORMAL_IO | VGA_RSRC_NORMAL_MEM;
  87
  88         while ((tmp = pci_get_class(PCI_CLASS_DISPLAY_VGA << 8, tmp)) != NULL) {
  89                 if (tmp == pdev ||
  90                     pci_domain_nr(tmp->bus) != pci_domain_nr(pdev->bus) ||
  91                     pci_is_root_bus(tmp->bus))
  92                         continue;
  93
  94                 if (tmp->bus->number >= pdev->bus->number &&
  95                     tmp->bus->number <= max_busnr) {
  96                         pci_dev_put(tmp);
  97                         decodes |= VGA_RSRC_LEGACY_IO | VGA_RSRC_LEGACY_MEM;
  98                         break;
  99                 }
 100         }
 101
 102         return decodes;
 103 }
 104
 105 static inline bool vfio_pci_is_vga(struct pci_dev *pdev)
 106 {
 107         return (pdev->class >> 8) == PCI_CLASS_DISPLAY_VGA;
 108 }
 109
 110 static void vfio_pci_probe_mmaps(struct vfio_pci_device *vdev)
 111 {
 112         struct resource *res;
 113         int i;
 114         struct vfio_pci_dummy_resource *dummy_res;
 115
 116         INIT_LIST_HEAD(&vdev->dummy_resources_list);
 117
 118         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
 119                 int bar = i + PCI_STD_RESOURCES;
 120
 121                 res = &vdev->pdev->resource[bar];
 122
 123                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_MMAP))
 124                         goto no_mmap;
 125
 126                 if (!(res->flags & IORESOURCE_MEM))
 127                         goto no_mmap;
 128
 129                 /*
 130                  * The PCI core shouldn't set up a resource with a
 131                  * type but zero size. But there may be bugs that
 132                  * cause us to do that.
 133                  */
 134                 if (!resource_size(res))
 135                         goto no_mmap;
 136
 137                 if (resource_size(res) >= PAGE_SIZE) {
 138                         vdev->bar_mmap_supported[bar] = true;
 139                         continue;
 140                 }
 141
 142                 if (!(res->start & ~PAGE_MASK)) {
 143                         /*
 144                          * Add a dummy resource to reserve the remainder
 145                          * of the exclusive page in case that hot-add
 146                          * device's bar is assigned into it.
 147                          */
 148                         dummy_res = kzalloc(sizeof(*dummy_res), GFP_KERNEL);
 149                         if (dummy_res == NULL)
 150                                 goto no_mmap;
 151
 152                         dummy_res->resource.name = "vfio sub-page reserved";
 153                         dummy_res->resource.start = res->end + 1;
 154                         dummy_res->resource.end = res->start + PAGE_SIZE - 1;
 155                         dummy_res->resource.flags = res->flags;
 156                         if (request_resource(res->parent,
 157                                                 &dummy_res->resource)) {
 158                                 kfree(dummy_res);
 159                                 goto no_mmap;
 160                         }
 161                         dummy_res->index = bar;
 162                         list_add(&dummy_res->res_next,
 163                                         &vdev->dummy_resources_list);
 164                         vdev->bar_mmap_supported[bar] = true;
 165                         continue;
 166                 }
 167                 /*
 168                  * Here we don't handle the case when the BAR is not page
 169                  * aligned because we can't expect the BAR will be
 170                  * assigned into the same location in a page in guest
 171                  * when we passthrough the BAR. And it's hard to access
 172                  * this BAR in userspace because we have no way to get
 173                  * the BAR's location in a page.
 174                  */
 175 no_mmap:
 176                 vdev->bar_mmap_supported[bar] = false;
 177         }
 178 }
 179
 180 static void vfio_pci_try_bus_reset(struct vfio_pci_device *vdev);
 181 static void vfio_pci_disable(struct vfio_pci_device *vdev);
 182
 183 /*
 184  * INTx masking requires the ability to disable INTx signaling via PCI_COMMAND
 185  * _and_ the ability detect when the device is asserting INTx via PCI_STATUS.
 186  * If a device implements the former but not the latter we would typically
 187  * expect broken_intx_masking be set and require an exclusive interrupt.
 188  * However since we do have control of the device's ability to assert INTx,
 189  * we can instead pretend that the device does not implement INTx, virtualizing
 190  * the pin register to report zero and maintaining DisINTx set on the host.
 191  */
 192 static bool vfio_pci_nointx(struct pci_dev *pdev)
 193 {
 194         switch (pdev->vendor) {
 195         case PCI_VENDOR_ID_INTEL:
 196                 switch (pdev->device) {
 197                 /* All i40e (XL710/X710/XXV710) 10/20/25/40GbE NICs */
 198                 case 0x1572:
 199                 case 0x1574:
 200                 case 0x1580 ... 0x1581:
 201                 case 0x1583 ... 0x158b:
 202                 case 0x37d0 ... 0x37d2:
 203                         return true;
 204                 default:
 205                         return false;
 206                 }
 207         }
 208
 209         return false;
 210 }
 211
 212 static void vfio_pci_probe_power_state(struct vfio_pci_device *vdev)
 213 {
 214         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 215         u16 pmcsr;
 216
 217         if (!pdev->pm_cap)
 218                 return;
 219
 220         pci_read_config_word(pdev, pdev->pm_cap + PCI_PM_CTRL, &pmcsr);
 221
 222         vdev->needs_pm_restore = !(pmcsr & PCI_PM_CTRL_NO_SOFT_RESET);
 223 }
 224
 225 /*
 226  * pci_set_power_state() wrapper handling devices which perform a soft reset on
 227  * D3->D0 transition.  Save state prior to D0/1/2->D3, stash it on the vdev,
 228  * restore when returned to D0.  Saved separately from pci_saved_state for use
 229  * by PM capability emulation and separately from pci_dev internal saved state
 230  * to avoid it being overwritten and consumed around other resets.
 231  */
 232 int vfio_pci_set_power_state(struct vfio_pci_device *vdev, pci_power_t state)
 233 {
 234         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 235         bool needs_restore = false, needs_save = false;
 236         int ret;
 237
 238         if (vdev->needs_pm_restore) {
 239                 if (pdev->current_state < PCI_D3hot && state >= PCI_D3hot) {
 240                         pci_save_state(pdev);
 241                         needs_save = true;
 242                 }
 243
 244                 if (pdev->current_state >= PCI_D3hot && state <= PCI_D0)
 245                         needs_restore = true;
 246         }
 247
 248         ret = pci_set_power_state(pdev, state);
 249
 250         if (!ret) {
 251                 /* D3 might be unsupported via quirk, skip unless in D3 */
 252                 if (needs_save && pdev->current_state >= PCI_D3hot) {
 253                         vdev->pm_save = pci_store_saved_state(pdev);
 254                 } else if (needs_restore) {
 255                         pci_load_and_free_saved_state(pdev, &vdev->pm_save);
 256                         pci_restore_state(pdev);
 257                 }
 258         }
 259
 260         return ret;
 261 }
 262
 263 static int vfio_pci_enable(struct vfio_pci_device *vdev)
 264 {
 265         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 266         int ret;
 267         u16 cmd;
 268         u8 msix_pos;
 269
 270         vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D0);
 271
 272         /* Don't allow our initial saved state to include busmaster */
 273         pci_clear_master(pdev);
 274
 275         ret = pci_enable_device(pdev);
 276         if (ret)
 277                 return ret;
 278
 279         /* If reset fails because of the device lock, fail this path entirely */
 280         ret = pci_try_reset_function(pdev);
 281         if (ret == -EAGAIN) {
 282                 pci_disable_device(pdev);
 283                 return ret;
 284         }
 285
 286         vdev->reset_works = !ret;
 287         pci_save_state(pdev);
 288         vdev->pci_saved_state = pci_store_saved_state(pdev);
 289         if (!vdev->pci_saved_state)
 290                 pci_dbg(pdev, "%s: Couldn't store saved state\n", __func__);
 291
 292         if (likely(!nointxmask)) {
 293                 if (vfio_pci_nointx(pdev)) {
 294                         pci_info(pdev, "Masking broken INTx support\n");
 295                         vdev->nointx = true;
 296                         pci_intx(pdev, 0);
 297                 } else
 298                         vdev->pci_2_3 = pci_intx_mask_supported(pdev);
 299         }
 300
 301         pci_read_config_word(pdev, PCI_COMMAND, &cmd);
 302         if (vdev->pci_2_3 && (cmd & PCI_COMMAND_INTX_DISABLE)) {
 303                 cmd &= ~PCI_COMMAND_INTX_DISABLE;
 304                 pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND, cmd);
 305         }
 306
 307         ret = vfio_config_init(vdev);
 308         if (ret) {
 309                 kfree(vdev->pci_saved_state);
 310                 vdev->pci_saved_state = NULL;
 311                 pci_disable_device(pdev);
 312                 return ret;
 313         }
 314
 315         msix_pos = pdev->msix_cap;
 316         if (msix_pos) {
 317                 u16 flags;
 318                 u32 table;
 319
 320                 pci_read_config_word(pdev, msix_pos + PCI_MSIX_FLAGS, &flags);
 321                 pci_read_config_dword(pdev, msix_pos + PCI_MSIX_TABLE, &table);
 322
 323                 vdev->msix_bar = table & PCI_MSIX_TABLE_BIR;
 324                 vdev->msix_offset = table & PCI_MSIX_TABLE_OFFSET;
 325                 vdev->msix_size = ((flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1) * 16;
 326         } else
 327                 vdev->msix_bar = 0xFF;
 328
 329         if (!vfio_vga_disabled() && vfio_pci_is_vga(pdev))
 330                 vdev->has_vga = true;
 331
 332
 333         if (vfio_pci_is_vga(pdev) &&
 334             pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_INTEL &&
 335             IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_IGD)) {
 336                 ret = vfio_pci_igd_init(vdev);
 337                 if (ret) {
 338                         pci_warn(pdev, "Failed to setup Intel IGD regions\n");
 339                         goto disable_exit;
 340                 }
 341         }
 342
 343         if (pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_NVIDIA &&
 344             IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_NVLINK2)) {
 345                 ret = vfio_pci_nvdia_v100_nvlink2_init(vdev);
 346                 if (ret && ret != -ENODEV) {
 347                         pci_warn(pdev, "Failed to setup NVIDIA NV2 RAM region\n");
 348                         goto disable_exit;
 349                 }
 350         }
 351
 352         if (pdev->vendor == PCI_VENDOR_ID_IBM &&
 353             IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_NVLINK2)) {
 354                 ret = vfio_pci_ibm_npu2_init(vdev);
 355                 if (ret && ret != -ENODEV) {
 356                         pci_warn(pdev, "Failed to setup NVIDIA NV2 ATSD region\n");
 357                         goto disable_exit;
 358                 }
 359         }
 360
 361         vfio_pci_probe_mmaps(vdev);
 362
 363         return 0;
 364
 365 disable_exit:
 366         vfio_pci_disable(vdev);
 367         return ret;
 368 }
 369
 370 static void vfio_pci_disable(struct vfio_pci_device *vdev)
 371 {
 372         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 373         struct vfio_pci_dummy_resource *dummy_res, *tmp;
 374         struct vfio_pci_ioeventfd *ioeventfd, *ioeventfd_tmp;
 375         int i, bar;
 376
 377         /* Stop the device from further DMA */
 378         pci_clear_master(pdev);
 379
 380         vfio_pci_set_irqs_ioctl(vdev, VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE |
 381                                 VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER,
 382                                 vdev->irq_type, 0, 0, NULL);
 383
 384         /* Device closed, don't need mutex here */
 385         list_for_each_entry_safe(ioeventfd, ioeventfd_tmp,
 386                                  &vdev->ioeventfds_list, next) {
 387                 vfio_virqfd_disable(&ioeventfd->virqfd);
 388                 list_del(&ioeventfd->next);
 389                 kfree(ioeventfd);
 390         }
 391         vdev->ioeventfds_nr = 0;
 392
 393         vdev->virq_disabled = false;
 394
 395         for (i = 0; i < vdev->num_regions; i++)
 396                 vdev->region[i].ops->release(vdev, &vdev->region[i]);
 397
 398         vdev->num_regions = 0;
 399         kfree(vdev->region);
 400         vdev->region = NULL; /* don't krealloc a freed pointer */
 401
 402         vfio_config_free(vdev);
 403
 404         for (i = 0; i < PCI_STD_NUM_BARS; i++) {
 405                 bar = i + PCI_STD_RESOURCES;
 406                 if (!vdev->barmap[bar])
 407                         continue;
 408                 pci_iounmap(pdev, vdev->barmap[bar]);
 409                 pci_release_selected_regions(pdev, 1 << bar);
 410                 vdev->barmap[bar] = NULL;
 411         }
 412
 413         list_for_each_entry_safe(dummy_res, tmp,
 414                                  &vdev->dummy_resources_list, res_next) {
 415                 list_del(&dummy_res->res_next);
 416                 release_resource(&dummy_res->resource);
 417                 kfree(dummy_res);
 418         }
 419
 420         vdev->needs_reset = true;
 421
 422         /*
 423          * If we have saved state, restore it.  If we can reset the device,
 424          * even better.  Resetting with current state seems better than
 425          * nothing, but saving and restoring current state without reset
 426          * is just busy work.
 427          */
 428         if (pci_load_and_free_saved_state(pdev, &vdev->pci_saved_state)) {
 429                 pci_info(pdev, "%s: Couldn't reload saved state\n", __func__);
 430
 431                 if (!vdev->reset_works)
 432                         goto out;
 433
 434                 pci_save_state(pdev);
 435         }
 436
 437         /*
 438          * Disable INTx and MSI, presumably to avoid spurious interrupts
 439          * during reset.  Stolen from pci_reset_function()
 440          */
 441         pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND, PCI_COMMAND_INTX_DISABLE);
 442
 443         /*
 444          * Try to get the locks ourselves to prevent a deadlock. The
 445          * success of this is dependent on being able to lock the device,
 446          * which is not always possible.
 447          * We can not use the "try" reset interface here, which will
 448          * overwrite the previously restored configuration information.
 449          */
 450         if (vdev->reset_works && pci_cfg_access_trylock(pdev)) {
 451                 if (device_trylock(&pdev->dev)) {
 452                         if (!__pci_reset_function_locked(pdev))
 453                                 vdev->needs_reset = false;
 454                         device_unlock(&pdev->dev);
 455                 }
 456                 pci_cfg_access_unlock(pdev);
 457         }
 458
 459         pci_restore_state(pdev);
 460 out:
 461         pci_disable_device(pdev);
 462
 463         vfio_pci_try_bus_reset(vdev);
 464
 465         if (!disable_idle_d3)
 466                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D3hot);
 467 }
 468
 469 static void vfio_pci_release(void *device_data)
 470 {
 471         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 472
 473         mutex_lock(&vdev->reflck->lock);
 474
 475         if (!(--vdev->refcnt)) {
 476                 vfio_spapr_pci_eeh_release(vdev->pdev);
 477                 vfio_pci_disable(vdev);
 478         }
 479
 480         mutex_unlock(&vdev->reflck->lock);
 481
 482         module_put(THIS_MODULE);
 483 }
 484
 485 static int vfio_pci_open(void *device_data)
 486 {
 487         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 488         int ret = 0;
 489
 490         if (!try_module_get(THIS_MODULE))
 491                 return -ENODEV;
 492
 493         mutex_lock(&vdev->reflck->lock);
 494
 495         if (!vdev->refcnt) {
 496                 ret = vfio_pci_enable(vdev);
 497                 if (ret)
 498                         goto error;
 499
 500                 vfio_spapr_pci_eeh_open(vdev->pdev);
 501         }
 502         vdev->refcnt++;
 503 error:
 504         mutex_unlock(&vdev->reflck->lock);
 505         if (ret)
 506                 module_put(THIS_MODULE);
 507         return ret;
 508 }
 509
 510 static int vfio_pci_get_irq_count(struct vfio_pci_device *vdev, int irq_type)
 511 {
 512         if (irq_type == VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX) {
 513                 u8 pin;
 514
 515                 if (!IS_ENABLED(CONFIG_VFIO_PCI_INTX) ||
 516                     vdev->nointx || vdev->pdev->is_virtfn)
 517                         return 0;
 518
 519                 pci_read_config_byte(vdev->pdev, PCI_INTERRUPT_PIN, &pin);
 520
 521                 return pin ? 1 : 0;
 522         } else if (irq_type == VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX) {
 523                 u8 pos;
 524                 u16 flags;
 525
 526                 pos = vdev->pdev->msi_cap;
 527                 if (pos) {
 528                         pci_read_config_word(vdev->pdev,
 529                                              pos + PCI_MSI_FLAGS, &flags);
 530                         return 1 << ((flags & PCI_MSI_FLAGS_QMASK) >> 1);
 531                 }
 532         } else if (irq_type == VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX) {
 533                 u8 pos;
 534                 u16 flags;
 535
 536                 pos = vdev->pdev->msix_cap;
 537                 if (pos) {
 538                         pci_read_config_word(vdev->pdev,
 539                                              pos + PCI_MSIX_FLAGS, &flags);
 540
 541                         return (flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1;
 542                 }
 543         } else if (irq_type == VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX) {
 544                 if (pci_is_pcie(vdev->pdev))
 545                         return 1;
 546         } else if (irq_type == VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX) {
 547                 return 1;
 548         }
 549
 550         return 0;
 551 }
 552
 553 static int vfio_pci_count_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 554 {
 555         (*(int *)data)++;
 556         return 0;
 557 }
 558
 559 struct vfio_pci_fill_info {
 560         int max;
 561         int cur;
 562         struct vfio_pci_dependent_device *devices;
 563 };
 564
 565 static int vfio_pci_fill_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 566 {
 567         struct vfio_pci_fill_info *fill = data;
 568         struct iommu_group *iommu_group;
 569
 570         if (fill->cur == fill->max)
 571                 return -EAGAIN; /* Something changed, try again */
 572
 573         iommu_group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 574         if (!iommu_group)
 575                 return -EPERM; /* Cannot reset non-isolated devices */
 576
 577         fill->devices[fill->cur].group_id = iommu_group_id(iommu_group);
 578         fill->devices[fill->cur].segment = pci_domain_nr(pdev->bus);
 579         fill->devices[fill->cur].bus = pdev->bus->number;
 580         fill->devices[fill->cur].devfn = pdev->devfn;
 581         fill->cur++;
 582         iommu_group_put(iommu_group);
 583         return 0;
 584 }
 585
 586 struct vfio_pci_group_entry {
 587         struct vfio_group *group;
 588         int id;
 589 };
 590
 591 struct vfio_pci_group_info {
 592         int count;
 593         struct vfio_pci_group_entry *groups;
 594 };
 595
 596 static int vfio_pci_validate_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
 597 {
 598         struct vfio_pci_group_info *info = data;
 599         struct iommu_group *group;
 600         int id, i;
 601
 602         group = iommu_group_get(&pdev->dev);
 603         if (!group)
 604                 return -EPERM;
 605
 606         id = iommu_group_id(group);
 607
 608         for (i = 0; i < info->count; i++)
 609                 if (info->groups[i].id == id)
 610                         break;
 611
 612         iommu_group_put(group);
 613
 614         return (i == info->count) ? -EINVAL : 0;
 615 }
 616
 617 static bool vfio_pci_dev_below_slot(struct pci_dev *pdev, struct pci_slot *slot)
 618 {
 619         for (; pdev; pdev = pdev->bus->self)
 620                 if (pdev->bus == slot->bus)
 621                         return (pdev->slot == slot);
 622         return false;
 623 }
 624
 625 struct vfio_pci_walk_info {
 626         int (*fn)(struct pci_dev *, void *data);
 627         void *data;
 628         struct pci_dev *pdev;
 629         bool slot;
 630         int ret;
 631 };
 632
 633 static int vfio_pci_walk_wrapper(struct pci_dev *pdev, void *data)
 634 {
 635         struct vfio_pci_walk_info *walk = data;
 636
 637         if (!walk->slot || vfio_pci_dev_below_slot(pdev, walk->pdev->slot))
 638                 walk->ret = walk->fn(pdev, walk->data);
 639
 640         return walk->ret;
 641 }
 642
 643 static int vfio_pci_for_each_slot_or_bus(struct pci_dev *pdev,
 644                                          int (*fn)(struct pci_dev *,
 645                                                    void *data), void *data,
 646                                          bool slot)
 647 {
 648         struct vfio_pci_walk_info walk = {
 649                 .fn = fn, .data = data, .pdev = pdev, .slot = slot, .ret = 0,
 650         };
 651
 652         pci_walk_bus(pdev->bus, vfio_pci_walk_wrapper, &walk);
 653
 654         return walk.ret;
 655 }
 656
 657 static int msix_mmappable_cap(struct vfio_pci_device *vdev,
 658                               struct vfio_info_cap *caps)
 659 {
 660         struct vfio_info_cap_header header = {
 661                 .id = VFIO_REGION_INFO_CAP_MSIX_MAPPABLE,
 662                 .version = 1
 663         };
 664
 665         return vfio_info_add_capability(caps, &header, sizeof(header));
 666 }
 667
 668 int vfio_pci_register_dev_region(struct vfio_pci_device *vdev,
 669                                  unsigned int type, unsigned int subtype,
 670                                  const struct vfio_pci_regops *ops,
 671                                  size_t size, u32 flags, void *data)
 672 {
 673         struct vfio_pci_region *region;
 674
 675         region = krealloc(vdev->region,
 676                           (vdev->num_regions + 1) * sizeof(*region),
 677                           GFP_KERNEL);
 678         if (!region)
 679                 return -ENOMEM;
 680
 681         vdev->region = region;
 682         vdev->region[vdev->num_regions].type = type;
 683         vdev->region[vdev->num_regions].subtype = subtype;
 684         vdev->region[vdev->num_regions].ops = ops;
 685         vdev->region[vdev->num_regions].size = size;
 686         vdev->region[vdev->num_regions].flags = flags;
 687         vdev->region[vdev->num_regions].data = data;
 688
 689         vdev->num_regions++;
 690
 691         return 0;
 692 }
 693
 694 static long vfio_pci_ioctl(void *device_data,
 695                            unsigned int cmd, unsigned long arg)
 696 {
 697         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
 698         unsigned long minsz;
 699
 700         if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_INFO) {
 701                 struct vfio_device_info info;
 702
 703                 minsz = offsetofend(struct vfio_device_info, num_irqs);
 704
 705                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 706                         return -EFAULT;
 707
 708                 if (info.argsz < minsz)
 709                         return -EINVAL;
 710
 711                 info.flags = VFIO_DEVICE_FLAGS_PCI;
 712
 713                 if (vdev->reset_works)
 714                         info.flags |= VFIO_DEVICE_FLAGS_RESET;
 715
 716                 info.num_regions = VFIO_PCI_NUM_REGIONS + vdev->num_regions;
 717                 info.num_irqs = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
 718
 719                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz) ?
 720                         -EFAULT : 0;
 721
 722         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO) {
 723                 struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
 724                 struct vfio_region_info info;
 725                 struct vfio_info_cap caps = { .buf = NULL, .size = 0 };
 726                 int i, ret;
 727
 728                 minsz = offsetofend(struct vfio_region_info, offset);
 729
 730                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 731                         return -EFAULT;
 732
 733                 if (info.argsz < minsz)
 734                         return -EINVAL;
 735
 736                 switch (info.index) {
 737                 case VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX:
 738                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 739                         info.size = pdev->cfg_size;
 740                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 741                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 742                         break;
 743                 case VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX ... VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX:
 744                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 745                         info.size = pci_resource_len(pdev, info.index);
 746                         if (!info.size) {
 747                                 info.flags = 0;
 748                                 break;
 749                         }
 750
 751                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 752                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 753                         if (vdev->bar_mmap_supported[info.index]) {
 754                                 info.flags |= VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP;
 755                                 if (info.index == vdev->msix_bar) {
 756                                         ret = msix_mmappable_cap(vdev, &caps);
 757                                         if (ret)
 758                                                 return ret;
 759                                 }
 760                         }
 761
 762                         break;
 763                 case VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX:
 764                 {
 765                         void __iomem *io;
 766                         size_t size;
 767                         u16 orig_cmd;
 768
 769                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 770                         info.flags = 0;
 771
 772                         /* Report the BAR size, not the ROM size */
 773                         info.size = pci_resource_len(pdev, info.index);
 774                         if (!info.size) {
 775                                 /* Shadow ROMs appear as PCI option ROMs */
 776                                 if (pdev->resource[PCI_ROM_RESOURCE].flags &
 777                                                         IORESOURCE_ROM_SHADOW)
 778                                         info.size = 0x20000;
 779                                 else
 780                                         break;
 781                         }
 782
 783                         /*
 784                          * Is it really there?  Enable memory decode for
 785                          * implicit access in pci_map_rom().
 786                          */
 787                         pci_read_config_word(pdev, PCI_COMMAND, &orig_cmd);
 788                         pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND,
 789                                               orig_cmd | PCI_COMMAND_MEMORY);
 790
 791                         io = pci_map_rom(pdev, &size);
 792                         if (io) {
 793                                 info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ;
 794                                 pci_unmap_rom(pdev, io);
 795                         } else {
 796                                 info.size = 0;
 797                         }
 798
 799                         pci_write_config_word(pdev, PCI_COMMAND, orig_cmd);
 800                         break;
 801                 }
 802                 case VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX:
 803                         if (!vdev->has_vga)
 804                                 return -EINVAL;
 805
 806                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 807                         info.size = 0xc0000;
 808                         info.flags = VFIO_REGION_INFO_FLAG_READ |
 809                                      VFIO_REGION_INFO_FLAG_WRITE;
 810
 811                         break;
 812                 default:
 813                 {
 814                         struct vfio_region_info_cap_type cap_type = {
 815                                         .header.id = VFIO_REGION_INFO_CAP_TYPE,
 816                                         .header.version = 1 };
 817
 818                         if (info.index >=
 819                             VFIO_PCI_NUM_REGIONS + vdev->num_regions)
 820                                 return -EINVAL;
 821                         info.index = array_index_nospec(info.index,
 822                                                         VFIO_PCI_NUM_REGIONS +
 823                                                         vdev->num_regions);
 824
 825                         i = info.index - VFIO_PCI_NUM_REGIONS;
 826
 827                         info.offset = VFIO_PCI_INDEX_TO_OFFSET(info.index);
 828                         info.size = vdev->region[i].size;
 829                         info.flags = vdev->region[i].flags;
 830
 831                         cap_type.type = vdev->region[i].type;
 832                         cap_type.subtype = vdev->region[i].subtype;
 833
 834                         ret = vfio_info_add_capability(&caps, &cap_type.header,
 835                                                        sizeof(cap_type));
 836                         if (ret)
 837                                 return ret;
 838
 839                         if (vdev->region[i].ops->add_capability) {
 840                                 ret = vdev->region[i].ops->add_capability(vdev,
 841                                                 &vdev->region[i], &caps);
 842                                 if (ret)
 843                                         return ret;
 844                         }
 845                 }
 846                 }
 847
 848                 if (caps.size) {
 849                         info.flags |= VFIO_REGION_INFO_FLAG_CAPS;
 850                         if (info.argsz < sizeof(info) + caps.size) {
 851                                 info.argsz = sizeof(info) + caps.size;
 852                                 info.cap_offset = 0;
 853                         } else {
 854                                 vfio_info_cap_shift(&caps, sizeof(info));
 855                                 if (copy_to_user((void __user *)arg +
 856                                                   sizeof(info), caps.buf,
 857                                                   caps.size)) {
 858                                         kfree(caps.buf);
 859                                         return -EFAULT;
 860                                 }
 861                                 info.cap_offset = sizeof(info);
 862                         }
 863
 864                         kfree(caps.buf);
 865                 }
 866
 867                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz) ?
 868                         -EFAULT : 0;
 869
 870         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_IRQ_INFO) {
 871                 struct vfio_irq_info info;
 872
 873                 minsz = offsetofend(struct vfio_irq_info, count);
 874
 875                 if (copy_from_user(&info, (void __user *)arg, minsz))
 876                         return -EFAULT;
 877
 878                 if (info.argsz < minsz || info.index >= VFIO_PCI_NUM_IRQS)
 879                         return -EINVAL;
 880
 881                 switch (info.index) {
 882                 case VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX ... VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX:
 883                 case VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX:
 884                         break;
 885                 case VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX:
 886                         if (pci_is_pcie(vdev->pdev))
 887                                 break;
 888                 /* fall through */
 889                 default:
 890                         return -EINVAL;
 891                 }
 892
 893                 info.flags = VFIO_IRQ_INFO_EVENTFD;
 894
 895                 info.count = vfio_pci_get_irq_count(vdev, info.index);
 896
 897                 if (info.index == VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX)
 898                         info.flags |= (VFIO_IRQ_INFO_MASKABLE |
 899                                        VFIO_IRQ_INFO_AUTOMASKED);
 900                 else
 901                         info.flags |= VFIO_IRQ_INFO_NORESIZE;
 902
 903                 return copy_to_user((void __user *)arg, &info, minsz) ?
 904                         -EFAULT : 0;
 905
 906         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_SET_IRQS) {
 907                 struct vfio_irq_set hdr;
 908                 u8 *data = NULL;
 909                 int max, ret = 0;
 910                 size_t data_size = 0;
 911
 912                 minsz = offsetofend(struct vfio_irq_set, count);
 913
 914                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
 915                         return -EFAULT;
 916
 917                 max = vfio_pci_get_irq_count(vdev, hdr.index);
 918
 919                 ret = vfio_set_irqs_validate_and_prepare(&hdr, max,
 920                                                  VFIO_PCI_NUM_IRQS, &data_size);
 921                 if (ret)
 922                         return ret;
 923
 924                 if (data_size) {
 925                         data = memdup_user((void __user *)(arg + minsz),
 926                                             data_size);
 927                         if (IS_ERR(data))
 928                                 return PTR_ERR(data);
 929                 }
 930
 931                 mutex_lock(&vdev->igate);
 932
 933                 ret = vfio_pci_set_irqs_ioctl(vdev, hdr.flags, hdr.index,
 934                                               hdr.start, hdr.count, data);
 935
 936                 mutex_unlock(&vdev->igate);
 937                 kfree(data);
 938
 939                 return ret;
 940
 941         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_RESET) {
 942                 return vdev->reset_works ?
 943                         pci_try_reset_function(vdev->pdev) : -EINVAL;
 944
 945         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_GET_PCI_HOT_RESET_INFO) {
 946                 struct vfio_pci_hot_reset_info hdr;
 947                 struct vfio_pci_fill_info fill = { 0 };
 948                 struct vfio_pci_dependent_device *devices = NULL;
 949                 bool slot = false;
 950                 int ret = 0;
 951
 952                 minsz = offsetofend(struct vfio_pci_hot_reset_info, count);
 953
 954                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
 955                         return -EFAULT;
 956
 957                 if (hdr.argsz < minsz)
 958                         return -EINVAL;
 959
 960                 hdr.flags = 0;
 961
 962                 /* Can we do a slot or bus reset or neither? */
 963                 if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
 964                         slot = true;
 965                 else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
 966                         return -ENODEV;
 967
 968                 /* How many devices are affected? */
 969                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
 970                                                     vfio_pci_count_devs,
 971                                                     &fill.max, slot);
 972                 if (ret)
 973                         return ret;
 974
 975                 WARN_ON(!fill.max); /* Should always be at least one */
 976
 977                 /*
 978                  * If there's enough space, fill it now, otherwise return
 979                  * -ENOSPC and the number of devices affected.
 980                  */
 981                 if (hdr.argsz < sizeof(hdr) + (fill.max * sizeof(*devices))) {
 982                         ret = -ENOSPC;
 983                         hdr.count = fill.max;
 984                         goto reset_info_exit;
 985                 }
 986
 987                 devices = kcalloc(fill.max, sizeof(*devices), GFP_KERNEL);
 988                 if (!devices)
 989                         return -ENOMEM;
 990
 991                 fill.devices = devices;
 992
 993                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
 994                                                     vfio_pci_fill_devs,
 995                                                     &fill, slot);
 996
 997                 /*
 998                  * If a device was removed between counting and filling,
 999                  * we may come up short of fill.max.  If a device was
1000                  * added, we'll have a return of -EAGAIN above.
1001                  */
1002                 if (!ret)
1003                         hdr.count = fill.cur;
1004
1005 reset_info_exit:
1006                 if (copy_to_user((void __user *)arg, &hdr, minsz))
1007                         ret = -EFAULT;
1008
1009                 if (!ret) {
1010                         if (copy_to_user((void __user *)(arg + minsz), devices,
1011                                          hdr.count * sizeof(*devices)))
1012                                 ret = -EFAULT;
1013                 }
1014
1015                 kfree(devices);
1016                 return ret;
1017
1018         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_PCI_HOT_RESET) {
1019                 struct vfio_pci_hot_reset hdr;
1020                 int32_t *group_fds;
1021                 struct vfio_pci_group_entry *groups;
1022                 struct vfio_pci_group_info info;
1023                 bool slot = false;
1024                 int i, count = 0, ret = 0;
1025
1026                 minsz = offsetofend(struct vfio_pci_hot_reset, count);
1027
1028                 if (copy_from_user(&hdr, (void __user *)arg, minsz))
1029                         return -EFAULT;
1030
1031                 if (hdr.argsz < minsz || hdr.flags)
1032                         return -EINVAL;
1033
1034                 /* Can we do a slot or bus reset or neither? */
1035                 if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
1036                         slot = true;
1037                 else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
1038                         return -ENODEV;
1039
1040                 /*
1041                  * We can't let userspace give us an arbitrarily large
1042                  * buffer to copy, so verify how many we think there
1043                  * could be.  Note groups can have multiple devices so
1044                  * one group per device is the max.
1045                  */
1046                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1047                                                     vfio_pci_count_devs,
1048                                                     &count, slot);
1049                 if (ret)
1050                         return ret;
1051
1052                 /* Somewhere between 1 and count is OK */
1053                 if (!hdr.count || hdr.count > count)
1054                         return -EINVAL;
1055
1056                 group_fds = kcalloc(hdr.count, sizeof(*group_fds), GFP_KERNEL);
1057                 groups = kcalloc(hdr.count, sizeof(*groups), GFP_KERNEL);
1058                 if (!group_fds || !groups) {
1059                         kfree(group_fds);
1060                         kfree(groups);
1061                         return -ENOMEM;
1062                 }
1063
1064                 if (copy_from_user(group_fds, (void __user *)(arg + minsz),
1065                                    hdr.count * sizeof(*group_fds))) {
1066                         kfree(group_fds);
1067                         kfree(groups);
1068                         return -EFAULT;
1069                 }
1070
1071                 /*
1072                  * For each group_fd, get the group through the vfio external
1073                  * user interface and store the group and iommu ID.  This
1074                  * ensures the group is held across the reset.
1075                  */
1076                 for (i = 0; i < hdr.count; i++) {
1077                         struct vfio_group *group;
1078                         struct fd f = fdget(group_fds[i]);
1079                         if (!f.file) {
1080                                 ret = -EBADF;
1081                                 break;
1082                         }
1083
1084                         group = vfio_group_get_external_user(f.file);
1085                         fdput(f);
1086                         if (IS_ERR(group)) {
1087                                 ret = PTR_ERR(group);
1088                                 break;
1089                         }
1090
1091                         groups[i].group = group;
1092                         groups[i].id = vfio_external_user_iommu_id(group);
1093                 }
1094
1095                 kfree(group_fds);
1096
1097                 /* release reference to groups on error */
1098                 if (ret)
1099                         goto hot_reset_release;
1100
1101                 info.count = hdr.count;
1102                 info.groups = groups;
1103
1104                 /*
1105                  * Test whether all the affected devices are contained
1106                  * by the set of groups provided by the user.
1107                  */
1108                 ret = vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1109                                                     vfio_pci_validate_devs,
1110                                                     &info, slot);
1111                 if (!ret)
1112                         /* User has access, do the reset */
1113                         ret = pci_reset_bus(vdev->pdev);
1114
1115 hot_reset_release:
1116                 for (i--; i >= 0; i--)
1117                         vfio_group_put_external_user(groups[i].group);
1118
1119                 kfree(groups);
1120                 return ret;
1121         } else if (cmd == VFIO_DEVICE_IOEVENTFD) {
1122                 struct vfio_device_ioeventfd ioeventfd;
1123                 int count;
1124
1125                 minsz = offsetofend(struct vfio_device_ioeventfd, fd);
1126
1127                 if (copy_from_user(&ioeventfd, (void __user *)arg, minsz))
1128                         return -EFAULT;
1129
1130                 if (ioeventfd.argsz < minsz)
1131                         return -EINVAL;
1132
1133                 if (ioeventfd.flags & ~VFIO_DEVICE_IOEVENTFD_SIZE_MASK)
1134                         return -EINVAL;
1135
1136                 count = ioeventfd.flags & VFIO_DEVICE_IOEVENTFD_SIZE_MASK;
1137
1138                 if (hweight8(count) != 1 || ioeventfd.fd < -1)
1139                         return -EINVAL;
1140
1141                 return vfio_pci_ioeventfd(vdev, ioeventfd.offset,
1142                                           ioeventfd.data, count, ioeventfd.fd);
1143         }
1144
1145         return -ENOTTY;
1146 }
1147
1148 static ssize_t vfio_pci_rw(void *device_data, char __user *buf,
1149                            size_t count, loff_t *ppos, bool iswrite)
1150 {
1151         unsigned int index = VFIO_PCI_OFFSET_TO_INDEX(*ppos);
1152         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
1153
1154         if (index >= VFIO_PCI_NUM_REGIONS + vdev->num_regions)
1155                 return -EINVAL;
1156
1157         switch (index) {
1158         case VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX:
1159                 return vfio_pci_config_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
1160
1161         case VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX:
1162                 if (iswrite)
1163                         return -EINVAL;
1164                 return vfio_pci_bar_rw(vdev, buf, count, ppos, false);
1165
1166         case VFIO_PCI_BAR0_REGION_INDEX ... VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX:
1167                 return vfio_pci_bar_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
1168
1169         case VFIO_PCI_VGA_REGION_INDEX:
1170                 return vfio_pci_vga_rw(vdev, buf, count, ppos, iswrite);
1171         default:
1172                 index -= VFIO_PCI_NUM_REGIONS;
1173                 return vdev->region[index].ops->rw(vdev, buf,
1174                                                    count, ppos, iswrite);
1175         }
1176
1177         return -EINVAL;
1178 }
1179
1180 static ssize_t vfio_pci_read(void *device_data, char __user *buf,
1181                              size_t count, loff_t *ppos)
1182 {
1183         if (!count)
1184                 return 0;
1185
1186         return vfio_pci_rw(device_data, buf, count, ppos, false);
1187 }
1188
1189 static ssize_t vfio_pci_write(void *device_data, const char __user *buf,
1190                               size_t count, loff_t *ppos)
1191 {
1192         if (!count)
1193                 return 0;
1194
1195         return vfio_pci_rw(device_data, (char __user *)buf, count, ppos, true);
1196 }
1197
1198 static int vfio_pci_mmap(void *device_data, struct vm_area_struct *vma)
1199 {
1200         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
1201         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
1202         unsigned int index;
1203         u64 phys_len, req_len, pgoff, req_start;
1204         int ret;
1205
1206         index = vma->vm_pgoff >> (VFIO_PCI_OFFSET_SHIFT - PAGE_SHIFT);
1207
1208         if (vma->vm_end < vma->vm_start)
1209                 return -EINVAL;
1210         if ((vma->vm_flags & VM_SHARED) == 0)
1211                 return -EINVAL;
1212         if (index >= VFIO_PCI_NUM_REGIONS) {
1213                 int regnum = index - VFIO_PCI_NUM_REGIONS;
1214                 struct vfio_pci_region *region = vdev->region + regnum;
1215
1216                 if (region && region->ops && region->ops->mmap &&
1217                     (region->flags & VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP))
1218                         return region->ops->mmap(vdev, region, vma);
1219                 return -EINVAL;
1220         }
1221         if (index >= VFIO_PCI_ROM_REGION_INDEX)
1222                 return -EINVAL;
1223         if (!vdev->bar_mmap_supported[index])
1224                 return -EINVAL;
1225
1226         phys_len = PAGE_ALIGN(pci_resource_len(pdev, index));
1227         req_len = vma->vm_end - vma->vm_start;
1228         pgoff = vma->vm_pgoff &
1229                 ((1U << (VFIO_PCI_OFFSET_SHIFT - PAGE_SHIFT)) - 1);
1230         req_start = pgoff << PAGE_SHIFT;
1231
1232         if (req_start + req_len > phys_len)
1233                 return -EINVAL;
1234
1235         /*
1236          * Even though we don't make use of the barmap for the mmap,
1237          * we need to request the region and the barmap tracks that.
1238          */
1239         if (!vdev->barmap[index]) {
1240                 ret = pci_request_selected_regions(pdev,
1241                                                    1 << index, "vfio-pci");
1242                 if (ret)
1243                         return ret;
1244
1245                 vdev->barmap[index] = pci_iomap(pdev, index, 0);
1246                 if (!vdev->barmap[index]) {
1247                         pci_release_selected_regions(pdev, 1 << index);
1248                         return -ENOMEM;
1249                 }
1250         }
1251
1252         vma->vm_private_data = vdev;
1253         vma->vm_page_prot = pgprot_noncached(vma->vm_page_prot);
1254         vma->vm_pgoff = (pci_resource_start(pdev, index) >> PAGE_SHIFT) + pgoff;
1255
1256         return remap_pfn_range(vma, vma->vm_start, vma->vm_pgoff,
1257                                req_len, vma->vm_page_prot);
1258 }
1259
1260 static void vfio_pci_request(void *device_data, unsigned int count)
1261 {
1262         struct vfio_pci_device *vdev = device_data;
1263         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
1264
1265         mutex_lock(&vdev->igate);
1266
1267         if (vdev->req_trigger) {
1268                 if (!(count % 10))
1269                         pci_notice_ratelimited(pdev,
1270                                 "Relaying device request to user (#%u)\n",
1271                                 count);
1272                 eventfd_signal(vdev->req_trigger, 1);
1273         } else if (count == 0) {
1274                 pci_warn(pdev,
1275                         "No device request channel registered, blocked until released by user\n");
1276         }
1277
1278         mutex_unlock(&vdev->igate);
1279 }
1280
1281 static const struct vfio_device_ops vfio_pci_ops = {
1282         .name           = "vfio-pci",
1283         .open           = vfio_pci_open,
1284         .release        = vfio_pci_release,
1285         .ioctl          = vfio_pci_ioctl,
1286         .read           = vfio_pci_read,
1287         .write          = vfio_pci_write,
1288         .mmap           = vfio_pci_mmap,
1289         .request        = vfio_pci_request,
1290 };
1291
1292 static int vfio_pci_reflck_attach(struct vfio_pci_device *vdev);
1293 static void vfio_pci_reflck_put(struct vfio_pci_reflck *reflck);
1294
1295 static int vfio_pci_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
1296 {
1297         struct vfio_pci_device *vdev;
1298         struct iommu_group *group;
1299         int ret;
1300
1301         if (pdev->hdr_type != PCI_HEADER_TYPE_NORMAL)
1302                 return -EINVAL;
1303
1304         /*
1305          * Prevent binding to PFs with VFs enabled, this too easily allows
1306          * userspace instance with VFs and PFs from the same device, which
1307          * cannot work.  Disabling SR-IOV here would initiate removing the
1308          * VFs, which would unbind the driver, which is prone to blocking
1309          * if that VF is also in use by vfio-pci.  Just reject these PFs
1310          * and let the user sort it out.
1311          */
1312         if (pci_num_vf(pdev)) {
1313                 pci_warn(pdev, "Cannot bind to PF with SR-IOV enabled\n");
1314                 return -EBUSY;
1315         }
1316
1317         group = vfio_iommu_group_get(&pdev->dev);
1318         if (!group)
1319                 return -EINVAL;
1320
1321         vdev = kzalloc(sizeof(*vdev), GFP_KERNEL);
1322         if (!vdev) {
1323                 vfio_iommu_group_put(group, &pdev->dev);
1324                 return -ENOMEM;
1325         }
1326
1327         vdev->pdev = pdev;
1328         vdev->irq_type = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
1329         mutex_init(&vdev->igate);
1330         spin_lock_init(&vdev->irqlock);
1331         mutex_init(&vdev->ioeventfds_lock);
1332         INIT_LIST_HEAD(&vdev->ioeventfds_list);
1333
1334         ret = vfio_add_group_dev(&pdev->dev, &vfio_pci_ops, vdev);
1335         if (ret) {
1336                 vfio_iommu_group_put(group, &pdev->dev);
1337                 kfree(vdev);
1338                 return ret;
1339         }
1340
1341         ret = vfio_pci_reflck_attach(vdev);
1342         if (ret) {
1343                 vfio_del_group_dev(&pdev->dev);
1344                 vfio_iommu_group_put(group, &pdev->dev);
1345                 kfree(vdev);
1346                 return ret;
1347         }
1348
1349         if (vfio_pci_is_vga(pdev)) {
1350                 vga_client_register(pdev, vdev, NULL, vfio_pci_set_vga_decode);
1351                 vga_set_legacy_decoding(pdev,
1352                                         vfio_pci_set_vga_decode(vdev, false));
1353         }
1354
1355         vfio_pci_probe_power_state(vdev);
1356
1357         if (!disable_idle_d3) {
1358                 /*
1359                  * pci-core sets the device power state to an unknown value at
1360                  * bootup and after being removed from a driver.  The only
1361                  * transition it allows from this unknown state is to D0, which
1362                  * typically happens when a driver calls pci_enable_device().
1363                  * We're not ready to enable the device yet, but we do want to
1364                  * be able to get to D3.  Therefore first do a D0 transition
1365                  * before going to D3.
1366                  */
1367                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D0);
1368                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D3hot);
1369         }
1370
1371         return ret;
1372 }
1373
1374 static void vfio_pci_remove(struct pci_dev *pdev)
1375 {
1376         struct vfio_pci_device *vdev;
1377
1378         vdev = vfio_del_group_dev(&pdev->dev);
1379         if (!vdev)
1380                 return;
1381
1382         vfio_pci_reflck_put(vdev->reflck);
1383
1384         vfio_iommu_group_put(pdev->dev.iommu_group, &pdev->dev);
1385         kfree(vdev->region);
1386         mutex_destroy(&vdev->ioeventfds_lock);
1387
1388         if (!disable_idle_d3)
1389                 vfio_pci_set_power_state(vdev, PCI_D0);
1390
1391         kfree(vdev->pm_save);
1392         kfree(vdev);
1393
1394         if (vfio_pci_is_vga(pdev)) {
1395                 vga_client_register(pdev, NULL, NULL, NULL);
1396                 vga_set_legacy_decoding(pdev,
1397                                 VGA_RSRC_NORMAL_IO | VGA_RSRC_NORMAL_MEM |
1398                                 VGA_RSRC_LEGACY_IO | VGA_RSRC_LEGACY_MEM);
1399         }
1400 }
1401
1402 static pci_ers_result_t vfio_pci_aer_err_detected(struct pci_dev *pdev,
1403                                                   pci_channel_state_t state)
1404 {
1405         struct vfio_pci_device *vdev;
1406         struct vfio_device *device;
1407
1408         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
1409         if (device == NULL)
1410                 return PCI_ERS_RESULT_DISCONNECT;
1411
1412         vdev = vfio_device_data(device);
1413         if (vdev == NULL) {
1414                 vfio_device_put(device);
1415                 return PCI_ERS_RESULT_DISCONNECT;
1416         }
1417
1418         mutex_lock(&vdev->igate);
1419
1420         if (vdev->err_trigger)
1421                 eventfd_signal(vdev->err_trigger, 1);
1422
1423         mutex_unlock(&vdev->igate);
1424
1425         vfio_device_put(device);
1426
1427         return PCI_ERS_RESULT_CAN_RECOVER;
1428 }
1429
1430 static const struct pci_error_handlers vfio_err_handlers = {
1431         .error_detected = vfio_pci_aer_err_detected,
1432 };
1433
1434 static struct pci_driver vfio_pci_driver = {
1435         .name           = "vfio-pci",
1436         .id_table       = NULL, /* only dynamic ids */
1437         .probe          = vfio_pci_probe,
1438         .remove         = vfio_pci_remove,
1439         .err_handler    = &vfio_err_handlers,
1440 };
1441
1442 static DEFINE_MUTEX(reflck_lock);
1443
1444 static struct vfio_pci_reflck *vfio_pci_reflck_alloc(void)
1445 {
1446         struct vfio_pci_reflck *reflck;
1447
1448         reflck = kzalloc(sizeof(*reflck), GFP_KERNEL);
1449         if (!reflck)
1450                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1451
1452         kref_init(&reflck->kref);
1453         mutex_init(&reflck->lock);
1454
1455         return reflck;
1456 }
1457
1458 static void vfio_pci_reflck_get(struct vfio_pci_reflck *reflck)
1459 {
1460         kref_get(&reflck->kref);
1461 }
1462
1463 static int vfio_pci_reflck_find(struct pci_dev *pdev, void *data)
1464 {
1465         struct vfio_pci_reflck **preflck = data;
1466         struct vfio_device *device;
1467         struct vfio_pci_device *vdev;
1468
1469         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
1470         if (!device)
1471                 return 0;
1472
1473         if (pci_dev_driver(pdev) != &vfio_pci_driver) {
1474                 vfio_device_put(device);
1475                 return 0;
1476         }
1477
1478         vdev = vfio_device_data(device);
1479
1480         if (vdev->reflck) {
1481                 vfio_pci_reflck_get(vdev->reflck);
1482                 *preflck = vdev->reflck;
1483                 vfio_device_put(device);
1484                 return 1;
1485         }
1486
1487         vfio_device_put(device);
1488         return 0;
1489 }
1490
1491 static int vfio_pci_reflck_attach(struct vfio_pci_device *vdev)
1492 {
1493         bool slot = !pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot);
1494
1495         mutex_lock(&reflck_lock);
1496
1497         if (pci_is_root_bus(vdev->pdev->bus) ||
1498             vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev, vfio_pci_reflck_find,
1499                                           &vdev->reflck, slot) <= 0)
1500                 vdev->reflck = vfio_pci_reflck_alloc();
1501
1502         mutex_unlock(&reflck_lock);
1503
1504         return PTR_ERR_OR_ZERO(vdev->reflck);
1505 }
1506
1507 static void vfio_pci_reflck_release(struct kref *kref)
1508 {
1509         struct vfio_pci_reflck *reflck = container_of(kref,
1510                                                       struct vfio_pci_reflck,
1511                                                       kref);
1512
1513         kfree(reflck);
1514         mutex_unlock(&reflck_lock);
1515 }
1516
1517 static void vfio_pci_reflck_put(struct vfio_pci_reflck *reflck)
1518 {
1519         kref_put_mutex(&reflck->kref, vfio_pci_reflck_release, &reflck_lock);
1520 }
1521
1522 struct vfio_devices {
1523         struct vfio_device **devices;
1524         int cur_index;
1525         int max_index;
1526 };
1527
1528 static int vfio_pci_get_unused_devs(struct pci_dev *pdev, void *data)
1529 {
1530         struct vfio_devices *devs = data;
1531         struct vfio_device *device;
1532         struct vfio_pci_device *vdev;
1533
1534         if (devs->cur_index == devs->max_index)
1535                 return -ENOSPC;
1536
1537         device = vfio_device_get_from_dev(&pdev->dev);
1538         if (!device)
1539                 return -EINVAL;
1540
1541         if (pci_dev_driver(pdev) != &vfio_pci_driver) {
1542                 vfio_device_put(device);
1543                 return -EBUSY;
1544         }
1545
1546         vdev = vfio_device_data(device);
1547
1548         /* Fault if the device is not unused */
1549         if (vdev->refcnt) {
1550                 vfio_device_put(device);
1551                 return -EBUSY;
1552         }
1553
1554         devs->devices[devs->cur_index++] = device;
1555         return 0;
1556 }
1557
1558 /*
1559  * If a bus or slot reset is available for the provided device and:
1560  *  - All of the devices affected by that bus or slot reset are unused
1561  *    (!refcnt)
1562  *  - At least one of the affected devices is marked dirty via
1563  *    needs_reset (such as by lack of FLR support)
1564  * Then attempt to perform that bus or slot reset.  Callers are required
1565  * to hold vdev->reflck->lock, protecting the bus/slot reset group from
1566  * concurrent opens.  A vfio_device reference is acquired for each device
1567  * to prevent unbinds during the reset operation.
1568  *
1569  * NB: vfio-core considers a group to be viable even if some devices are
1570  * bound to drivers like pci-stub or pcieport.  Here we require all devices
1571  * to be bound to vfio_pci since that's the only way we can be sure they
1572  * stay put.
1573  */
1574 static void vfio_pci_try_bus_reset(struct vfio_pci_device *vdev)
1575 {
1576         struct vfio_devices devs = { .cur_index = 0 };
1577         int i = 0, ret = -EINVAL;
1578         bool slot = false;
1579         struct vfio_pci_device *tmp;
1580
1581         if (!pci_probe_reset_slot(vdev->pdev->slot))
1582                 slot = true;
1583         else if (pci_probe_reset_bus(vdev->pdev->bus))
1584                 return;
1585
1586         if (vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev, vfio_pci_count_devs,
1587                                           &i, slot) || !i)
1588                 return;
1589
1590         devs.max_index = i;
1591         devs.devices = kcalloc(i, sizeof(struct vfio_device *), GFP_KERNEL);
1592         if (!devs.devices)
1593                 return;
1594
1595         if (vfio_pci_for_each_slot_or_bus(vdev->pdev,
1596                                           vfio_pci_get_unused_devs,
1597                                           &devs, slot))
1598                 goto put_devs;
1599
1600         /* Does at least one need a reset? */
1601         for (i = 0; i < devs.cur_index; i++) {
1602                 tmp = vfio_device_data(devs.devices[i]);
1603                 if (tmp->needs_reset) {
1604                         ret = pci_reset_bus(vdev->pdev);
1605                         break;
1606                 }
1607         }
1608
1609 put_devs:
1610         for (i = 0; i < devs.cur_index; i++) {
1611                 tmp = vfio_device_data(devs.devices[i]);
1612
1613                 /*
1614                  * If reset was successful, affected devices no longer need
1615                  * a reset and we should return all the collateral devices
1616                  * to low power.  If not successful, we either didn't reset
1617                  * the bus or timed out waiting for it, so let's not touch
1618                  * the power state.
1619                  */
1620                 if (!ret) {
1621                         tmp->needs_reset = false;
1622
1623                         if (tmp != vdev && !disable_idle_d3)
1624                                 vfio_pci_set_power_state(tmp, PCI_D3hot);
1625                 }
1626
1627                 vfio_device_put(devs.devices[i]);
1628         }
1629
1630         kfree(devs.devices);
1631 }
1632
1633 static void __exit vfio_pci_cleanup(void)
1634 {
1635         pci_unregister_driver(&vfio_pci_driver);
1636         vfio_pci_uninit_perm_bits();
1637 }
1638
1639 static void __init vfio_pci_fill_ids(void)
1640 {
1641         char *p, *id;
1642         int rc;
1643
1644         /* no ids passed actually */
1645         if (ids[0] == '\0')
1646                 return;
1647
1648         /* add ids specified in the module parameter */
1649         p = ids;
1650         while ((id = strsep(&p, ","))) {
1651                 unsigned int vendor, device, subvendor = PCI_ANY_ID,
1652                         subdevice = PCI_ANY_ID, class = 0, class_mask = 0;
1653                 int fields;
1654
1655                 if (!strlen(id))
1656                         continue;
1657
1658                 fields = sscanf(id, "%x:%x:%x:%x:%x:%x",
1659                                 &vendor, &device, &subvendor, &subdevice,
1660                                 &class, &class_mask);
1661
1662                 if (fields < 2) {
1663                         pr_warn("invalid id string \"%s\"\n", id);
1664                         continue;
1665                 }
1666
1667                 rc = pci_add_dynid(&vfio_pci_driver, vendor, device,
1668                                    subvendor, subdevice, class, class_mask, 0);
1669                 if (rc)
1670                         pr_warn("failed to add dynamic id [%04x:%04x[%04x:%04x]] class %#08x/%08x (%d)\n",
1671                                 vendor, device, subvendor, subdevice,
1672                                 class, class_mask, rc);
1673                 else
1674                         pr_info("add [%04x:%04x[%04x:%04x]] class %#08x/%08x\n",
1675                                 vendor, device, subvendor, subdevice,
1676                                 class, class_mask);
1677         }
1678 }
1679
1680 static int __init vfio_pci_init(void)
1681 {
1682         int ret;
1683
1684         /* Allocate shared config space permision data used by all devices */
1685         ret = vfio_pci_init_perm_bits();
1686         if (ret)
1687                 return ret;
1688
1689         /* Register and scan for devices */
1690         ret = pci_register_driver(&vfio_pci_driver);
1691         if (ret)
1692                 goto out_driver;
1693
1694         vfio_pci_fill_ids();
1695
1696         return 0;
1697
1698 out_driver:
1699         vfio_pci_uninit_perm_bits();
1700         return ret;
1701 }
1702
1703 module_init(vfio_pci_init);
1704 module_exit(vfio_pci_cleanup);
1705
1706 MODULE_VERSION(DRIVER_VERSION);
1707 MODULE_LICENSE("GPL v2");
1708 MODULE_AUTHOR(DRIVER_AUTHOR);
1709 MODULE_DESCRIPTION(DRIVER_DESC);