drivers/xen/gntdev.c

   1 /******************************************************************************
   2  * gntdev.c
   3  *
   4  * Device for accessing (in user-space) pages that have been granted by other
   5  * domains.
   6  *
   7  * Copyright (c) 2006-2007, D G Murray.
   8  *           (c) 2009 Gerd Hoffmann <kraxel@redhat.com>
   9  *           (c) 2018 Oleksandr Andrushchenko, EPAM Systems Inc.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  */
  20
  21 #undef DEBUG
  22
  23 #define pr_fmt(fmt) "xen:" KBUILD_MODNAME ": " fmt
  24
  25 #include <linux/module.h>
  26 #include <linux/kernel.h>
  27 #include <linux/init.h>
  28 #include <linux/miscdevice.h>
  29 #include <linux/fs.h>
  30 #include <linux/uaccess.h>
  31 #include <linux/sched.h>
  32 #include <linux/sched/mm.h>
  33 #include <linux/spinlock.h>
  34 #include <linux/slab.h>
  35 #include <linux/highmem.h>
  36 #include <linux/refcount.h>
  37 #ifdef CONFIG_XEN_GRANT_DMA_ALLOC
  38 #include <linux/of_device.h>
  39 #endif
  40
  41 #include <xen/xen.h>
  42 #include <xen/grant_table.h>
  43 #include <xen/balloon.h>
  44 #include <xen/gntdev.h>
  45 #include <xen/events.h>
  46 #include <xen/page.h>
  47 #include <asm/xen/hypervisor.h>
  48 #include <asm/xen/hypercall.h>
  49
  50 #include "gntdev-common.h"
  51
  52 MODULE_LICENSE("GPL");
  53 MODULE_AUTHOR("Derek G. Murray <Derek.Murray@cl.cam.ac.uk>, "
  54               "Gerd Hoffmann <kraxel@redhat.com>");
  55 MODULE_DESCRIPTION("User-space granted page access driver");
  56
  57 static int limit = 1024*1024;
  58 module_param(limit, int, 0644);
  59 MODULE_PARM_DESC(limit, "Maximum number of grants that may be mapped by "
  60                 "the gntdev device");
  61
  62 static atomic_t pages_mapped = ATOMIC_INIT(0);
  63
  64 static int use_ptemod;
  65 #define populate_freeable_maps use_ptemod
  66
  67 static int unmap_grant_pages(struct gntdev_grant_map *map,
  68                              int offset, int pages);
  69
  70 static struct miscdevice gntdev_miscdev;
  71
  72 /* ------------------------------------------------------------------ */
  73
  74 bool gntdev_account_mapped_pages(int count)
  75 {
  76         return atomic_add_return(count, &pages_mapped) > limit;
  77 }
  78
  79 static void gntdev_print_maps(struct gntdev_priv *priv,
  80                               char *text, int text_index)
  81 {
  82 #ifdef DEBUG
  83         struct gntdev_grant_map *map;
  84
  85         pr_debug("%s: maps list (priv %p)\n", __func__, priv);
  86         list_for_each_entry(map, &priv->maps, next)
  87                 pr_debug("  index %2d, count %2d %s\n",
  88                        map->index, map->count,
  89                        map->index == text_index && text ? text : "");
  90 #endif
  91 }
  92
  93 static void gntdev_free_map(struct gntdev_grant_map *map)
  94 {
  95         if (map == NULL)
  96                 return;
  97
  98 #ifdef CONFIG_XEN_GRANT_DMA_ALLOC
  99         if (map->dma_vaddr) {
 100                 struct gnttab_dma_alloc_args args;
 101
 102                 args.dev = map->dma_dev;
 103                 args.coherent = !!(map->dma_flags & GNTDEV_DMA_FLAG_COHERENT);
 104                 args.nr_pages = map->count;
 105                 args.pages = map->pages;
 106                 args.frames = map->frames;
 107                 args.vaddr = map->dma_vaddr;
 108                 args.dev_bus_addr = map->dma_bus_addr;
 109
 110                 gnttab_dma_free_pages(&args);
 111         } else
 112 #endif
 113         if (map->pages)
 114                 gnttab_free_pages(map->count, map->pages);
 115
 116 #ifdef CONFIG_XEN_GRANT_DMA_ALLOC
 117         kfree(map->frames);
 118 #endif
 119         kfree(map->pages);
 120         kfree(map->grants);
 121         kfree(map->map_ops);
 122         kfree(map->unmap_ops);
 123         kfree(map->kmap_ops);
 124         kfree(map->kunmap_ops);
 125         kfree(map);
 126 }
 127
 128 struct gntdev_grant_map *gntdev_alloc_map(struct gntdev_priv *priv, int count,
 129                                           int dma_flags)
 130 {
 131         struct gntdev_grant_map *add;
 132         int i;
 133
 134         add = kzalloc(sizeof(*add), GFP_KERNEL);
 135         if (NULL == add)
 136                 return NULL;
 137
 138         add->grants    = kcalloc(count, sizeof(add->grants[0]), GFP_KERNEL);
 139         add->map_ops   = kcalloc(count, sizeof(add->map_ops[0]), GFP_KERNEL);
 140         add->unmap_ops = kcalloc(count, sizeof(add->unmap_ops[0]), GFP_KERNEL);
 141         add->kmap_ops  = kcalloc(count, sizeof(add->kmap_ops[0]), GFP_KERNEL);
 142         add->kunmap_ops = kcalloc(count, sizeof(add->kunmap_ops[0]), GFP_KERNEL);
 143         add->pages     = kcalloc(count, sizeof(add->pages[0]), GFP_KERNEL);
 144         if (NULL == add->grants    ||
 145             NULL == add->map_ops   ||
 146             NULL == add->unmap_ops ||
 147             NULL == add->kmap_ops  ||
 148             NULL == add->kunmap_ops ||
 149             NULL == add->pages)
 150                 goto err;
 151
 152 #ifdef CONFIG_XEN_GRANT_DMA_ALLOC
 153         add->dma_flags = dma_flags;
 154
 155         /*
 156          * Check if this mapping is requested to be backed
 157          * by a DMA buffer.
 158          */
 159         if (dma_flags & (GNTDEV_DMA_FLAG_WC | GNTDEV_DMA_FLAG_COHERENT)) {
 160                 struct gnttab_dma_alloc_args args;
 161
 162                 add->frames = kcalloc(count, sizeof(add->frames[0]),
 163                                       GFP_KERNEL);
 164                 if (!add->frames)
 165                         goto err;
 166
 167                 /* Remember the device, so we can free DMA memory. */
 168                 add->dma_dev = priv->dma_dev;
 169
 170                 args.dev = priv->dma_dev;
 171                 args.coherent = !!(dma_flags & GNTDEV_DMA_FLAG_COHERENT);
 172                 args.nr_pages = count;
 173                 args.pages = add->pages;
 174                 args.frames = add->frames;
 175
 176                 if (gnttab_dma_alloc_pages(&args))
 177                         goto err;
 178
 179                 add->dma_vaddr = args.vaddr;
 180                 add->dma_bus_addr = args.dev_bus_addr;
 181         } else
 182 #endif
 183         if (gnttab_alloc_pages(count, add->pages))
 184                 goto err;
 185
 186         for (i = 0; i < count; i++) {
 187                 add->map_ops[i].handle = -1;
 188                 add->unmap_ops[i].handle = -1;
 189                 add->kmap_ops[i].handle = -1;
 190                 add->kunmap_ops[i].handle = -1;
 191         }
 192
 193         add->index = 0;
 194         add->count = count;
 195         refcount_set(&add->users, 1);
 196
 197         return add;
 198
 199 err:
 200         gntdev_free_map(add);
 201         return NULL;
 202 }
 203
 204 void gntdev_add_map(struct gntdev_priv *priv, struct gntdev_grant_map *add)
 205 {
 206         struct gntdev_grant_map *map;
 207
 208         list_for_each_entry(map, &priv->maps, next) {
 209                 if (add->index + add->count < map->index) {
 210                         list_add_tail(&add->next, &map->next);
 211                         goto done;
 212                 }
 213                 add->index = map->index + map->count;
 214         }
 215         list_add_tail(&add->next, &priv->maps);
 216
 217 done:
 218         gntdev_print_maps(priv, "[new]", add->index);
 219 }
 220
 221 static struct gntdev_grant_map *gntdev_find_map_index(struct gntdev_priv *priv,
 222                                                       int index, int count)
 223 {
 224         struct gntdev_grant_map *map;
 225
 226         list_for_each_entry(map, &priv->maps, next) {
 227                 if (map->index != index)
 228                         continue;
 229                 if (count && map->count != count)
 230                         continue;
 231                 return map;
 232         }
 233         return NULL;
 234 }
 235
 236 void gntdev_put_map(struct gntdev_priv *priv, struct gntdev_grant_map *map)
 237 {
 238         if (!map)
 239                 return;
 240
 241         if (!refcount_dec_and_test(&map->users))
 242                 return;
 243
 244         atomic_sub(map->count, &pages_mapped);
 245
 246         if (map->notify.flags & UNMAP_NOTIFY_SEND_EVENT) {
 247                 notify_remote_via_evtchn(map->notify.event);
 248                 evtchn_put(map->notify.event);
 249         }
 250
 251         if (populate_freeable_maps && priv) {
 252                 mutex_lock(&priv->lock);
 253                 list_del(&map->next);
 254                 mutex_unlock(&priv->lock);
 255         }
 256
 257         if (map->pages && !use_ptemod)
 258                 unmap_grant_pages(map, 0, map->count);
 259         gntdev_free_map(map);
 260 }
 261
 262 /* ------------------------------------------------------------------ */
 263
 264 static int find_grant_ptes(pte_t *pte, pgtable_t token,
 265                 unsigned long addr, void *data)
 266 {
 267         struct gntdev_grant_map *map = data;
 268         unsigned int pgnr = (addr - map->vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT;
 269         int flags = map->flags | GNTMAP_application_map | GNTMAP_contains_pte;
 270         u64 pte_maddr;
 271
 272         BUG_ON(pgnr >= map->count);
 273         pte_maddr = arbitrary_virt_to_machine(pte).maddr;
 274
 275         /*
 276          * Set the PTE as special to force get_user_pages_fast() fall
 277          * back to the slow path.  If this is not supported as part of
 278          * the grant map, it will be done afterwards.
 279          */
 280         if (xen_feature(XENFEAT_gnttab_map_avail_bits))
 281                 flags |= (1 << _GNTMAP_guest_avail0);
 282
 283         gnttab_set_map_op(&map->map_ops[pgnr], pte_maddr, flags,
 284                           map->grants[pgnr].ref,
 285                           map->grants[pgnr].domid);
 286         gnttab_set_unmap_op(&map->unmap_ops[pgnr], pte_maddr, flags,
 287                             -1 /* handle */);
 288         return 0;
 289 }
 290
 291 #ifdef CONFIG_X86
 292 static int set_grant_ptes_as_special(pte_t *pte, pgtable_t token,
 293                                      unsigned long addr, void *data)
 294 {
 295         set_pte_at(current->mm, addr, pte, pte_mkspecial(*pte));
 296         return 0;
 297 }
 298 #endif
 299
 300 int gntdev_map_grant_pages(struct gntdev_grant_map *map)
 301 {
 302         int i, err = 0;
 303
 304         if (!use_ptemod) {
 305                 /* Note: it could already be mapped */
 306                 if (map->map_ops[0].handle != -1)
 307                         return 0;
 308                 for (i = 0; i < map->count; i++) {
 309                         unsigned long addr = (unsigned long)
 310                                 pfn_to_kaddr(page_to_pfn(map->pages[i]));
 311                         gnttab_set_map_op(&map->map_ops[i], addr, map->flags,
 312                                 map->grants[i].ref,
 313                                 map->grants[i].domid);
 314                         gnttab_set_unmap_op(&map->unmap_ops[i], addr,
 315                                 map->flags, -1 /* handle */);
 316                 }
 317         } else {
 318                 /*
 319                  * Setup the map_ops corresponding to the pte entries pointing
 320                  * to the kernel linear addresses of the struct pages.
 321                  * These ptes are completely different from the user ptes dealt
 322                  * with find_grant_ptes.
 323                  */
 324                 for (i = 0; i < map->count; i++) {
 325                         unsigned long address = (unsigned long)
 326                                 pfn_to_kaddr(page_to_pfn(map->pages[i]));
 327                         BUG_ON(PageHighMem(map->pages[i]));
 328
 329                         gnttab_set_map_op(&map->kmap_ops[i], address,
 330                                 map->flags | GNTMAP_host_map,
 331                                 map->grants[i].ref,
 332                                 map->grants[i].domid);
 333                         gnttab_set_unmap_op(&map->kunmap_ops[i], address,
 334                                 map->flags | GNTMAP_host_map, -1);
 335                 }
 336         }
 337
 338         pr_debug("map %d+%d\n", map->index, map->count);
 339         err = gnttab_map_refs(map->map_ops, use_ptemod ? map->kmap_ops : NULL,
 340                         map->pages, map->count);
 341         if (err)
 342                 return err;
 343
 344         for (i = 0; i < map->count; i++) {
 345                 if (map->map_ops[i].status) {
 346                         err = -EINVAL;
 347                         continue;
 348                 }
 349
 350                 map->unmap_ops[i].handle = map->map_ops[i].handle;
 351                 if (use_ptemod)
 352                         map->kunmap_ops[i].handle = map->kmap_ops[i].handle;
 353 #ifdef CONFIG_XEN_GRANT_DMA_ALLOC
 354                 else if (map->dma_vaddr) {
 355                         unsigned long bfn;
 356
 357                         bfn = pfn_to_bfn(page_to_pfn(map->pages[i]));
 358                         map->unmap_ops[i].dev_bus_addr = __pfn_to_phys(bfn);
 359                 }
 360 #endif
 361         }
 362         return err;
 363 }
 364
 365 static int __unmap_grant_pages(struct gntdev_grant_map *map, int offset,
 366                                int pages)
 367 {
 368         int i, err = 0;
 369         struct gntab_unmap_queue_data unmap_data;
 370
 371         if (map->notify.flags & UNMAP_NOTIFY_CLEAR_BYTE) {
 372                 int pgno = (map->notify.addr >> PAGE_SHIFT);
 373                 if (pgno >= offset && pgno < offset + pages) {
 374                         /* No need for kmap, pages are in lowmem */
 375                         uint8_t *tmp = pfn_to_kaddr(page_to_pfn(map->pages[pgno]));
 376                         tmp[map->notify.addr & (PAGE_SIZE-1)] = 0;
 377                         map->notify.flags &= ~UNMAP_NOTIFY_CLEAR_BYTE;
 378                 }
 379         }
 380
 381         unmap_data.unmap_ops = map->unmap_ops + offset;
 382         unmap_data.kunmap_ops = use_ptemod ? map->kunmap_ops + offset : NULL;
 383         unmap_data.pages = map->pages + offset;
 384         unmap_data.count = pages;
 385
 386         err = gnttab_unmap_refs_sync(&unmap_data);
 387         if (err)
 388                 return err;
 389
 390         for (i = 0; i < pages; i++) {
 391                 if (map->unmap_ops[offset+i].status)
 392                         err = -EINVAL;
 393                 pr_debug("unmap handle=%d st=%d\n",
 394                         map->unmap_ops[offset+i].handle,
 395                         map->unmap_ops[offset+i].status);
 396                 map->unmap_ops[offset+i].handle = -1;
 397         }
 398         return err;
 399 }
 400
 401 static int unmap_grant_pages(struct gntdev_grant_map *map, int offset,
 402                              int pages)
 403 {
 404         int range, err = 0;
 405
 406         pr_debug("unmap %d+%d [%d+%d]\n", map->index, map->count, offset, pages);
 407
 408         /* It is possible the requested range will have a "hole" where we
 409          * already unmapped some of the grants. Only unmap valid ranges.
 410          */
 411         while (pages && !err) {
 412                 while (pages && map->unmap_ops[offset].handle == -1) {
 413                         offset++;
 414                         pages--;
 415                 }
 416                 range = 0;
 417                 while (range < pages) {
 418                         if (map->unmap_ops[offset+range].handle == -1)
 419                                 break;
 420                         range++;
 421                 }
 422                 err = __unmap_grant_pages(map, offset, range);
 423                 offset += range;
 424                 pages -= range;
 425         }
 426
 427         return err;
 428 }
 429
 430 /* ------------------------------------------------------------------ */
 431
 432 static void gntdev_vma_open(struct vm_area_struct *vma)
 433 {
 434         struct gntdev_grant_map *map = vma->vm_private_data;
 435
 436         pr_debug("gntdev_vma_open %p\n", vma);
 437         refcount_inc(&map->users);
 438 }
 439
 440 static void gntdev_vma_close(struct vm_area_struct *vma)
 441 {
 442         struct gntdev_grant_map *map = vma->vm_private_data;
 443         struct file *file = vma->vm_file;
 444         struct gntdev_priv *priv = file->private_data;
 445
 446         pr_debug("gntdev_vma_close %p\n", vma);
 447         if (use_ptemod) {
 448                 /* It is possible that an mmu notifier could be running
 449                  * concurrently, so take priv->lock to ensure that the vma won't
 450                  * vanishing during the unmap_grant_pages call, since we will
 451                  * spin here until that completes. Such a concurrent call will
 452                  * not do any unmapping, since that has been done prior to
 453                  * closing the vma, but it may still iterate the unmap_ops list.
 454                  */
 455                 mutex_lock(&priv->lock);
 456                 map->vma = NULL;
 457                 mutex_unlock(&priv->lock);
 458         }
 459         vma->vm_private_data = NULL;
 460         gntdev_put_map(priv, map);
 461 }
 462
 463 static struct page *gntdev_vma_find_special_page(struct vm_area_struct *vma,
 464                                                  unsigned long addr)
 465 {
 466         struct gntdev_grant_map *map = vma->vm_private_data;
 467
 468         return map->pages[(addr - map->pages_vm_start) >> PAGE_SHIFT];
 469 }
 470
 471 static const struct vm_operations_struct gntdev_vmops = {
 472         .open = gntdev_vma_open,
 473         .close = gntdev_vma_close,
 474         .find_special_page = gntdev_vma_find_special_page,
 475 };
 476
 477 /* ------------------------------------------------------------------ */
 478
 479 static void unmap_if_in_range(struct gntdev_grant_map *map,
 480                               unsigned long start, unsigned long end)
 481 {
 482         unsigned long mstart, mend;
 483         int err;
 484
 485         if (!map->vma)
 486                 return;
 487         if (map->vma->vm_start >= end)
 488                 return;
 489         if (map->vma->vm_end <= start)
 490                 return;
 491         mstart = max(start, map->vma->vm_start);
 492         mend   = min(end,   map->vma->vm_end);
 493         pr_debug("map %d+%d (%lx %lx), range %lx %lx, mrange %lx %lx\n",
 494                         map->index, map->count,
 495                         map->vma->vm_start, map->vma->vm_end,
 496                         start, end, mstart, mend);
 497         err = unmap_grant_pages(map,
 498                                 (mstart - map->vma->vm_start) >> PAGE_SHIFT,
 499                                 (mend - mstart) >> PAGE_SHIFT);
 500         WARN_ON(err);
 501 }
 502
 503 static void mn_invl_range_start(struct mmu_notifier *mn,
 504                                 struct mm_struct *mm,
 505                                 unsigned long start, unsigned long end)
 506 {
 507         struct gntdev_priv *priv = container_of(mn, struct gntdev_priv, mn);
 508         struct gntdev_grant_map *map;
 509
 510         mutex_lock(&priv->lock);
 511         list_for_each_entry(map, &priv->maps, next) {
 512                 unmap_if_in_range(map, start, end);
 513         }
 514         list_for_each_entry(map, &priv->freeable_maps, next) {
 515                 unmap_if_in_range(map, start, end);
 516         }
 517         mutex_unlock(&priv->lock);
 518 }
 519
 520 static void mn_release(struct mmu_notifier *mn,
 521                        struct mm_struct *mm)
 522 {
 523         struct gntdev_priv *priv = container_of(mn, struct gntdev_priv, mn);
 524         struct gntdev_grant_map *map;
 525         int err;
 526
 527         mutex_lock(&priv->lock);
 528         list_for_each_entry(map, &priv->maps, next) {
 529                 if (!map->vma)
 530                         continue;
 531                 pr_debug("map %d+%d (%lx %lx)\n",
 532                                 map->index, map->count,
 533                                 map->vma->vm_start, map->vma->vm_end);
 534                 err = unmap_grant_pages(map, /* offset */ 0, map->count);
 535                 WARN_ON(err);
 536         }
 537         list_for_each_entry(map, &priv->freeable_maps, next) {
 538                 if (!map->vma)
 539                         continue;
 540                 pr_debug("map %d+%d (%lx %lx)\n",
 541                                 map->index, map->count,
 542                                 map->vma->vm_start, map->vma->vm_end);
 543                 err = unmap_grant_pages(map, /* offset */ 0, map->count);
 544                 WARN_ON(err);
 545         }
 546         mutex_unlock(&priv->lock);
 547 }
 548
 549 static const struct mmu_notifier_ops gntdev_mmu_ops = {
 550         .release                = mn_release,
 551         .invalidate_range_start = mn_invl_range_start,
 552 };
 553
 554 /* ------------------------------------------------------------------ */
 555
 556 static int gntdev_open(struct inode *inode, struct file *flip)
 557 {
 558         struct gntdev_priv *priv;
 559         int ret = 0;
 560
 561         priv = kzalloc(sizeof(*priv), GFP_KERNEL);
 562         if (!priv)
 563                 return -ENOMEM;
 564
 565         INIT_LIST_HEAD(&priv->maps);
 566         INIT_LIST_HEAD(&priv->freeable_maps);
 567         mutex_init(&priv->lock);
 568
 569         if (use_ptemod) {
 570                 priv->mm = get_task_mm(current);
 571                 if (!priv->mm) {
 572                         kfree(priv);
 573                         return -ENOMEM;
 574                 }
 575                 priv->mn.ops = &gntdev_mmu_ops;
 576                 ret = mmu_notifier_register(&priv->mn, priv->mm);
 577                 mmput(priv->mm);
 578         }
 579
 580         if (ret) {
 581                 kfree(priv);
 582                 return ret;
 583         }
 584
 585         flip->private_data = priv;
 586 #ifdef CONFIG_XEN_GRANT_DMA_ALLOC
 587         priv->dma_dev = gntdev_miscdev.this_device;
 588
 589         /*
 590          * The device is not spawn from a device tree, so arch_setup_dma_ops
 591          * is not called, thus leaving the device with dummy DMA ops.
 592          * Fix this by calling of_dma_configure() with a NULL node to set
 593          * default DMA ops.
 594          */
 595         of_dma_configure(priv->dma_dev, NULL, true);
 596 #endif
 597         pr_debug("priv %p\n", priv);
 598
 599         return 0;
 600 }
 601
 602 static int gntdev_release(struct inode *inode, struct file *flip)
 603 {
 604         struct gntdev_priv *priv = flip->private_data;
 605         struct gntdev_grant_map *map;
 606
 607         pr_debug("priv %p\n", priv);
 608
 609         mutex_lock(&priv->lock);
 610         while (!list_empty(&priv->maps)) {
 611                 map = list_entry(priv->maps.next,
 612                                  struct gntdev_grant_map, next);
 613                 list_del(&map->next);
 614                 gntdev_put_map(NULL /* already removed */, map);
 615         }
 616         WARN_ON(!list_empty(&priv->freeable_maps));
 617         mutex_unlock(&priv->lock);
 618
 619         if (use_ptemod)
 620                 mmu_notifier_unregister(&priv->mn, priv->mm);
 621         kfree(priv);
 622         return 0;
 623 }
 624
 625 static long gntdev_ioctl_map_grant_ref(struct gntdev_priv *priv,
 626                                        struct ioctl_gntdev_map_grant_ref __user *u)
 627 {
 628         struct ioctl_gntdev_map_grant_ref op;
 629         struct gntdev_grant_map *map;
 630         int err;
 631
 632         if (copy_from_user(&op, u, sizeof(op)) != 0)
 633                 return -EFAULT;
 634         pr_debug("priv %p, add %d\n", priv, op.count);
 635         if (unlikely(op.count <= 0))
 636                 return -EINVAL;
 637
 638         err = -ENOMEM;
 639         map = gntdev_alloc_map(priv, op.count, 0 /* This is not a dma-buf. */);
 640         if (!map)
 641                 return err;
 642
 643         if (unlikely(gntdev_account_mapped_pages(op.count))) {
 644                 pr_debug("can't map: over limit\n");
 645                 gntdev_put_map(NULL, map);
 646                 return err;
 647         }
 648
 649         if (copy_from_user(map->grants, &u->refs,
 650                            sizeof(map->grants[0]) * op.count) != 0) {
 651                 gntdev_put_map(NULL, map);
 652                 return -EFAULT;
 653         }
 654
 655         mutex_lock(&priv->lock);
 656         gntdev_add_map(priv, map);
 657         op.index = map->index << PAGE_SHIFT;
 658         mutex_unlock(&priv->lock);
 659
 660         if (copy_to_user(u, &op, sizeof(op)) != 0)
 661                 return -EFAULT;
 662
 663         return 0;
 664 }
 665
 666 static long gntdev_ioctl_unmap_grant_ref(struct gntdev_priv *priv,
 667                                          struct ioctl_gntdev_unmap_grant_ref __user *u)
 668 {
 669         struct ioctl_gntdev_unmap_grant_ref op;
 670         struct gntdev_grant_map *map;
 671         int err = -ENOENT;
 672
 673         if (copy_from_user(&op, u, sizeof(op)) != 0)
 674                 return -EFAULT;
 675         pr_debug("priv %p, del %d+%d\n", priv, (int)op.index, (int)op.count);
 676
 677         mutex_lock(&priv->lock);
 678         map = gntdev_find_map_index(priv, op.index >> PAGE_SHIFT, op.count);
 679         if (map) {
 680                 list_del(&map->next);
 681                 if (populate_freeable_maps)
 682                         list_add_tail(&map->next, &priv->freeable_maps);
 683                 err = 0;
 684         }
 685         mutex_unlock(&priv->lock);
 686         if (map)
 687                 gntdev_put_map(priv, map);
 688         return err;
 689 }
 690
 691 static long gntdev_ioctl_get_offset_for_vaddr(struct gntdev_priv *priv,
 692                                               struct ioctl_gntdev_get_offset_for_vaddr __user *u)
 693 {
 694         struct ioctl_gntdev_get_offset_for_vaddr op;
 695         struct vm_area_struct *vma;
 696         struct gntdev_grant_map *map;
 697         int rv = -EINVAL;
 698
 699         if (copy_from_user(&op, u, sizeof(op)) != 0)
 700                 return -EFAULT;
 701         pr_debug("priv %p, offset for vaddr %lx\n", priv, (unsigned long)op.vaddr);
 702
 703         down_read(&current->mm->mmap_sem);
 704         vma = find_vma(current->mm, op.vaddr);
 705         if (!vma || vma->vm_ops != &gntdev_vmops)
 706                 goto out_unlock;
 707
 708         map = vma->vm_private_data;
 709         if (!map)
 710                 goto out_unlock;
 711
 712         op.offset = map->index << PAGE_SHIFT;
 713         op.count = map->count;
 714         rv = 0;
 715
 716  out_unlock:
 717         up_read(&current->mm->mmap_sem);
 718
 719         if (rv == 0 && copy_to_user(u, &op, sizeof(op)) != 0)
 720                 return -EFAULT;
 721         return rv;
 722 }
 723
 724 static long gntdev_ioctl_notify(struct gntdev_priv *priv, void __user *u)
 725 {
 726         struct ioctl_gntdev_unmap_notify op;
 727         struct gntdev_grant_map *map;
 728         int rc;
 729         int out_flags;
 730         unsigned int out_event;
 731
 732         if (copy_from_user(&op, u, sizeof(op)))
 733                 return -EFAULT;
 734
 735         if (op.action & ~(UNMAP_NOTIFY_CLEAR_BYTE|UNMAP_NOTIFY_SEND_EVENT))
 736                 return -EINVAL;
 737
 738         /* We need to grab a reference to the event channel we are going to use
 739          * to send the notify before releasing the reference we may already have
 740          * (if someone has called this ioctl twice). This is required so that
 741          * it is possible to change the clear_byte part of the notification
 742          * without disturbing the event channel part, which may now be the last
 743          * reference to that event channel.
 744          */
 745         if (op.action & UNMAP_NOTIFY_SEND_EVENT) {
 746                 if (evtchn_get(op.event_channel_port))
 747                         return -EINVAL;
 748         }
 749
 750         out_flags = op.action;
 751         out_event = op.event_channel_port;
 752
 753         mutex_lock(&priv->lock);
 754
 755         list_for_each_entry(map, &priv->maps, next) {
 756                 uint64_t begin = map->index << PAGE_SHIFT;
 757                 uint64_t end = (map->index + map->count) << PAGE_SHIFT;
 758                 if (op.index >= begin && op.index < end)
 759                         goto found;
 760         }
 761         rc = -ENOENT;
 762         goto unlock_out;
 763
 764  found:
 765         if ((op.action & UNMAP_NOTIFY_CLEAR_BYTE) &&
 766                         (map->flags & GNTMAP_readonly)) {
 767                 rc = -EINVAL;
 768                 goto unlock_out;
 769         }
 770
 771         out_flags = map->notify.flags;
 772         out_event = map->notify.event;
 773
 774         map->notify.flags = op.action;
 775         map->notify.addr = op.index - (map->index << PAGE_SHIFT);
 776         map->notify.event = op.event_channel_port;
 777
 778         rc = 0;
 779
 780  unlock_out:
 781         mutex_unlock(&priv->lock);
 782
 783         /* Drop the reference to the event channel we did not save in the map */
 784         if (out_flags & UNMAP_NOTIFY_SEND_EVENT)
 785                 evtchn_put(out_event);
 786
 787         return rc;
 788 }
 789
 790 #define GNTDEV_COPY_BATCH 16
 791
 792 struct gntdev_copy_batch {
 793         struct gnttab_copy ops[GNTDEV_COPY_BATCH];
 794         struct page *pages[GNTDEV_COPY_BATCH];
 795         s16 __user *status[GNTDEV_COPY_BATCH];
 796         unsigned int nr_ops;
 797         unsigned int nr_pages;
 798 };
 799
 800 static int gntdev_get_page(struct gntdev_copy_batch *batch, void __user *virt,
 801                            bool writeable, unsigned long *gfn)
 802 {
 803         unsigned long addr = (unsigned long)virt;
 804         struct page *page;
 805         unsigned long xen_pfn;
 806         int ret;
 807
 808         ret = get_user_pages_fast(addr, 1, writeable, &page);
 809         if (ret < 0)
 810                 return ret;
 811
 812         batch->pages[batch->nr_pages++] = page;
 813
 814         xen_pfn = page_to_xen_pfn(page) + XEN_PFN_DOWN(addr & ~PAGE_MASK);
 815         *gfn = pfn_to_gfn(xen_pfn);
 816
 817         return 0;
 818 }
 819
 820 static void gntdev_put_pages(struct gntdev_copy_batch *batch)
 821 {
 822         unsigned int i;
 823
 824         for (i = 0; i < batch->nr_pages; i++)
 825                 put_page(batch->pages[i]);
 826         batch->nr_pages = 0;
 827 }
 828
 829 static int gntdev_copy(struct gntdev_copy_batch *batch)
 830 {
 831         unsigned int i;
 832
 833         gnttab_batch_copy(batch->ops, batch->nr_ops);
 834         gntdev_put_pages(batch);
 835
 836         /*
 837          * For each completed op, update the status if the op failed
 838          * and all previous ops for the segment were successful.
 839          */
 840         for (i = 0; i < batch->nr_ops; i++) {
 841                 s16 status = batch->ops[i].status;
 842                 s16 old_status;
 843
 844                 if (status == GNTST_okay)
 845                         continue;
 846
 847                 if (__get_user(old_status, batch->status[i]))
 848                         return -EFAULT;
 849
 850                 if (old_status != GNTST_okay)
 851                         continue;
 852
 853                 if (__put_user(status, batch->status[i]))
 854                         return -EFAULT;
 855         }
 856
 857         batch->nr_ops = 0;
 858         return 0;
 859 }
 860
 861 static int gntdev_grant_copy_seg(struct gntdev_copy_batch *batch,
 862                                  struct gntdev_grant_copy_segment *seg,
 863                                  s16 __user *status)
 864 {
 865         uint16_t copied = 0;
 866
 867         /*
 868          * Disallow local -> local copies since there is only space in
 869          * batch->pages for one page per-op and this would be a very
 870          * expensive memcpy().
 871          */
 872         if (!(seg->flags & (GNTCOPY_source_gref | GNTCOPY_dest_gref)))
 873                 return -EINVAL;
 874
 875         /* Can't cross page if source/dest is a grant ref. */
 876         if (seg->flags & GNTCOPY_source_gref) {
 877                 if (seg->source.foreign.offset + seg->len > XEN_PAGE_SIZE)
 878                         return -EINVAL;
 879         }
 880         if (seg->flags & GNTCOPY_dest_gref) {
 881                 if (seg->dest.foreign.offset + seg->len > XEN_PAGE_SIZE)
 882                         return -EINVAL;
 883         }
 884
 885         if (put_user(GNTST_okay, status))
 886                 return -EFAULT;
 887
 888         while (copied < seg->len) {
 889                 struct gnttab_copy *op;
 890                 void __user *virt;
 891                 size_t len, off;
 892                 unsigned long gfn;
 893                 int ret;
 894
 895                 if (batch->nr_ops >= GNTDEV_COPY_BATCH) {
 896                         ret = gntdev_copy(batch);
 897                         if (ret < 0)
 898                                 return ret;
 899                 }
 900
 901                 len = seg->len - copied;
 902
 903                 op = &batch->ops[batch->nr_ops];
 904                 op->flags = 0;
 905
 906                 if (seg->flags & GNTCOPY_source_gref) {
 907                         op->source.u.ref = seg->source.foreign.ref;
 908                         op->source.domid = seg->source.foreign.domid;
 909                         op->source.offset = seg->source.foreign.offset + copied;
 910                         op->flags |= GNTCOPY_source_gref;
 911                 } else {
 912                         virt = seg->source.virt + copied;
 913                         off = (unsigned long)virt & ~XEN_PAGE_MASK;
 914                         len = min(len, (size_t)XEN_PAGE_SIZE - off);
 915
 916                         ret = gntdev_get_page(batch, virt, false, &gfn);
 917                         if (ret < 0)
 918                                 return ret;
 919
 920                         op->source.u.gmfn = gfn;
 921                         op->source.domid = DOMID_SELF;
 922                         op->source.offset = off;
 923                 }
 924
 925                 if (seg->flags & GNTCOPY_dest_gref) {
 926                         op->dest.u.ref = seg->dest.foreign.ref;
 927                         op->dest.domid = seg->dest.foreign.domid;
 928                         op->dest.offset = seg->dest.foreign.offset + copied;
 929                         op->flags |= GNTCOPY_dest_gref;
 930                 } else {
 931                         virt = seg->dest.virt + copied;
 932                         off = (unsigned long)virt & ~XEN_PAGE_MASK;
 933                         len = min(len, (size_t)XEN_PAGE_SIZE - off);
 934
 935                         ret = gntdev_get_page(batch, virt, true, &gfn);
 936                         if (ret < 0)
 937                                 return ret;
 938
 939                         op->dest.u.gmfn = gfn;
 940                         op->dest.domid = DOMID_SELF;
 941                         op->dest.offset = off;
 942                 }
 943
 944                 op->len = len;
 945                 copied += len;
 946
 947                 batch->status[batch->nr_ops] = status;
 948                 batch->nr_ops++;
 949         }
 950
 951         return 0;
 952 }
 953
 954 static long gntdev_ioctl_grant_copy(struct gntdev_priv *priv, void __user *u)
 955 {
 956         struct ioctl_gntdev_grant_copy copy;
 957         struct gntdev_copy_batch batch;
 958         unsigned int i;
 959         int ret = 0;
 960
 961         if (copy_from_user(&copy, u, sizeof(copy)))
 962                 return -EFAULT;
 963
 964         batch.nr_ops = 0;
 965         batch.nr_pages = 0;
 966
 967         for (i = 0; i < copy.count; i++) {
 968                 struct gntdev_grant_copy_segment seg;
 969
 970                 if (copy_from_user(&seg, &copy.segments[i], sizeof(seg))) {
 971                         ret = -EFAULT;
 972                         goto out;
 973                 }
 974
 975                 ret = gntdev_grant_copy_seg(&batch, &seg, &copy.segments[i].status);
 976                 if (ret < 0)
 977                         goto out;
 978
 979                 cond_resched();
 980         }
 981         if (batch.nr_ops)
 982                 ret = gntdev_copy(&batch);
 983         return ret;
 984
 985   out:
 986         gntdev_put_pages(&batch);
 987         return ret;
 988 }
 989
 990 static long gntdev_ioctl(struct file *flip,
 991                          unsigned int cmd, unsigned long arg)
 992 {
 993         struct gntdev_priv *priv = flip->private_data;
 994         void __user *ptr = (void __user *)arg;
 995
 996         switch (cmd) {
 997         case IOCTL_GNTDEV_MAP_GRANT_REF:
 998                 return gntdev_ioctl_map_grant_ref(priv, ptr);
 999
1000         case IOCTL_GNTDEV_UNMAP_GRANT_REF:
1001                 return gntdev_ioctl_unmap_grant_ref(priv, ptr);
1002
1003         case IOCTL_GNTDEV_GET_OFFSET_FOR_VADDR:
1004                 return gntdev_ioctl_get_offset_for_vaddr(priv, ptr);
1005
1006         case IOCTL_GNTDEV_SET_UNMAP_NOTIFY:
1007                 return gntdev_ioctl_notify(priv, ptr);
1008
1009         case IOCTL_GNTDEV_GRANT_COPY:
1010                 return gntdev_ioctl_grant_copy(priv, ptr);
1011
1012         default:
1013                 pr_debug("priv %p, unknown cmd %x\n", priv, cmd);
1014                 return -ENOIOCTLCMD;
1015         }
1016
1017         return 0;
1018 }
1019
1020 static int gntdev_mmap(struct file *flip, struct vm_area_struct *vma)
1021 {
1022         struct gntdev_priv *priv = flip->private_data;
1023         int index = vma->vm_pgoff;
1024         int count = vma_pages(vma);
1025         struct gntdev_grant_map *map;
1026         int i, err = -EINVAL;
1027
1028         if ((vma->vm_flags & VM_WRITE) && !(vma->vm_flags & VM_SHARED))
1029                 return -EINVAL;
1030
1031         pr_debug("map %d+%d at %lx (pgoff %lx)\n",
1032                         index, count, vma->vm_start, vma->vm_pgoff);
1033
1034         mutex_lock(&priv->lock);
1035         map = gntdev_find_map_index(priv, index, count);
1036         if (!map)
1037                 goto unlock_out;
1038         if (use_ptemod && map->vma)
1039                 goto unlock_out;
1040         if (use_ptemod && priv->mm != vma->vm_mm) {
1041                 pr_warn("Huh? Other mm?\n");
1042                 goto unlock_out;
1043         }
1044
1045         refcount_inc(&map->users);
1046
1047         vma->vm_ops = &gntdev_vmops;
1048
1049         vma->vm_flags |= VM_DONTEXPAND | VM_DONTDUMP | VM_MIXEDMAP;
1050
1051         if (use_ptemod)
1052                 vma->vm_flags |= VM_DONTCOPY;
1053
1054         vma->vm_private_data = map;
1055
1056         if (use_ptemod)
1057                 map->vma = vma;
1058
1059         if (map->flags) {
1060                 if ((vma->vm_flags & VM_WRITE) &&
1061                                 (map->flags & GNTMAP_readonly))
1062                         goto out_unlock_put;
1063         } else {
1064                 map->flags = GNTMAP_host_map;
1065                 if (!(vma->vm_flags & VM_WRITE))
1066                         map->flags |= GNTMAP_readonly;
1067         }
1068
1069         mutex_unlock(&priv->lock);
1070
1071         if (use_ptemod) {
1072                 map->pages_vm_start = vma->vm_start;
1073                 err = apply_to_page_range(vma->vm_mm, vma->vm_start,
1074                                           vma->vm_end - vma->vm_start,
1075                                           find_grant_ptes, map);
1076                 if (err) {
1077                         pr_warn("find_grant_ptes() failure.\n");
1078                         goto out_put_map;
1079                 }
1080         }
1081
1082         err = gntdev_map_grant_pages(map);
1083         if (err)
1084                 goto out_put_map;
1085
1086         if (!use_ptemod) {
1087                 for (i = 0; i < count; i++) {
1088                         err = vm_insert_page(vma, vma->vm_start + i*PAGE_SIZE,
1089                                 map->pages[i]);
1090                         if (err)
1091                                 goto out_put_map;
1092                 }
1093         } else {
1094 #ifdef CONFIG_X86
1095                 /*
1096                  * If the PTEs were not made special by the grant map
1097                  * hypercall, do so here.
1098                  *
1099                  * This is racy since the mapping is already visible
1100                  * to userspace but userspace should be well-behaved
1101                  * enough to not touch it until the mmap() call
1102                  * returns.
1103                  */
1104                 if (!xen_feature(XENFEAT_gnttab_map_avail_bits)) {
1105                         apply_to_page_range(vma->vm_mm, vma->vm_start,
1106                                             vma->vm_end - vma->vm_start,
1107                                             set_grant_ptes_as_special, NULL);
1108                 }
1109 #endif
1110         }
1111
1112         return 0;
1113
1114 unlock_out:
1115         mutex_unlock(&priv->lock);
1116         return err;
1117
1118 out_unlock_put:
1119         mutex_unlock(&priv->lock);
1120 out_put_map:
1121         if (use_ptemod) {
1122                 map->vma = NULL;
1123                 unmap_grant_pages(map, 0, map->count);
1124         }
1125         gntdev_put_map(priv, map);
1126         return err;
1127 }
1128
1129 static const struct file_operations gntdev_fops = {
1130         .owner = THIS_MODULE,
1131         .open = gntdev_open,
1132         .release = gntdev_release,
1133         .mmap = gntdev_mmap,
1134         .unlocked_ioctl = gntdev_ioctl
1135 };
1136
1137 static struct miscdevice gntdev_miscdev = {
1138         .minor        = MISC_DYNAMIC_MINOR,
1139         .name         = "xen/gntdev",
1140         .fops         = &gntdev_fops,
1141 };
1142
1143 /* ------------------------------------------------------------------ */
1144
1145 static int __init gntdev_init(void)
1146 {
1147         int err;
1148
1149         if (!xen_domain())
1150                 return -ENODEV;
1151
1152         use_ptemod = !xen_feature(XENFEAT_auto_translated_physmap);
1153
1154         err = misc_register(&gntdev_miscdev);
1155         if (err != 0) {
1156                 pr_err("Could not register gntdev device\n");
1157                 return err;
1158         }
1159         return 0;
1160 }
1161
1162 static void __exit gntdev_exit(void)
1163 {
1164         misc_deregister(&gntdev_miscdev);
1165 }
1166
1167 module_init(gntdev_init);
1168 module_exit(gntdev_exit);
1169
1170 /* ------------------------------------------------------------------ */