virt/kvm/vfio.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * VFIO-KVM bridge pseudo device
   4  *
   5  * Copyright (C) 2013 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
   6  *     Author: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/errno.h>
  10 #include <linux/file.h>
  11 #include <linux/kvm_host.h>
  12 #include <linux/list.h>
  13 #include <linux/module.h>
  14 #include <linux/mutex.h>
  15 #include <linux/slab.h>
  16 #include <linux/uaccess.h>
  17 #include <linux/vfio.h>
  18 #include "vfio.h"
  19
  20 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
  21 #include <asm/kvm_ppc.h>
  22 #endif
  23
  24 struct kvm_vfio_group {
  25         struct list_head node;
  26         struct file *file;
  27 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
  28         struct iommu_group *iommu_group;
  29 #endif
  30 };
  31
  32 struct kvm_vfio {
  33         struct list_head group_list;
  34         struct mutex lock;
  35         bool noncoherent;
  36 };
  37
  38 static void kvm_vfio_file_set_kvm(struct file *file, struct kvm *kvm)
  39 {
  40         void (*fn)(struct file *file, struct kvm *kvm);
  41
  42         fn = symbol_get(vfio_file_set_kvm);
  43         if (!fn)
  44                 return;
  45
  46         fn(file, kvm);
  47
  48         symbol_put(vfio_file_set_kvm);
  49 }
  50
  51 static bool kvm_vfio_file_enforced_coherent(struct file *file)
  52 {
  53         bool (*fn)(struct file *file);
  54         bool ret;
  55
  56         fn = symbol_get(vfio_file_enforced_coherent);
  57         if (!fn)
  58                 return false;
  59
  60         ret = fn(file);
  61
  62         symbol_put(vfio_file_enforced_coherent);
  63
  64         return ret;
  65 }
  66
  67 static bool kvm_vfio_file_is_group(struct file *file)
  68 {
  69         bool (*fn)(struct file *file);
  70         bool ret;
  71
  72         fn = symbol_get(vfio_file_is_group);
  73         if (!fn)
  74                 return false;
  75
  76         ret = fn(file);
  77
  78         symbol_put(vfio_file_is_group);
  79
  80         return ret;
  81 }
  82
  83 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
  84 static struct iommu_group *kvm_vfio_file_iommu_group(struct file *file)
  85 {
  86         struct iommu_group *(*fn)(struct file *file);
  87         struct iommu_group *ret;
  88
  89         fn = symbol_get(vfio_file_iommu_group);
  90         if (!fn)
  91                 return NULL;
  92
  93         ret = fn(file);
  94
  95         symbol_put(vfio_file_iommu_group);
  96
  97         return ret;
  98 }
  99
 100 static void kvm_spapr_tce_release_vfio_group(struct kvm *kvm,
 101                                              struct kvm_vfio_group *kvg)
 102 {
 103         if (WARN_ON_ONCE(!kvg->iommu_group))
 104                 return;
 105
 106         kvm_spapr_tce_release_iommu_group(kvm, kvg->iommu_group);
 107         iommu_group_put(kvg->iommu_group);
 108         kvg->iommu_group = NULL;
 109 }
 110 #endif
 111
 112 /*
 113  * Groups can use the same or different IOMMU domains.  If the same then
 114  * adding a new group may change the coherency of groups we've previously
 115  * been told about.  We don't want to care about any of that so we retest
 116  * each group and bail as soon as we find one that's noncoherent.  This
 117  * means we only ever [un]register_noncoherent_dma once for the whole device.
 118  */
 119 static void kvm_vfio_update_coherency(struct kvm_device *dev)
 120 {
 121         struct kvm_vfio *kv = dev->private;
 122         bool noncoherent = false;
 123         struct kvm_vfio_group *kvg;
 124
 125         mutex_lock(&kv->lock);
 126
 127         list_for_each_entry(kvg, &kv->group_list, node) {
 128                 if (!kvm_vfio_file_enforced_coherent(kvg->file)) {
 129                         noncoherent = true;
 130                         break;
 131                 }
 132         }
 133
 134         if (noncoherent != kv->noncoherent) {
 135                 kv->noncoherent = noncoherent;
 136
 137                 if (kv->noncoherent)
 138                         kvm_arch_register_noncoherent_dma(dev->kvm);
 139                 else
 140                         kvm_arch_unregister_noncoherent_dma(dev->kvm);
 141         }
 142
 143         mutex_unlock(&kv->lock);
 144 }
 145
 146 static int kvm_vfio_group_add(struct kvm_device *dev, unsigned int fd)
 147 {
 148         struct kvm_vfio *kv = dev->private;
 149         struct kvm_vfio_group *kvg;
 150         struct file *filp;
 151         int ret;
 152
 153         filp = fget(fd);
 154         if (!filp)
 155                 return -EBADF;
 156
 157         /* Ensure the FD is a vfio group FD.*/
 158         if (!kvm_vfio_file_is_group(filp)) {
 159                 ret = -EINVAL;
 160                 goto err_fput;
 161         }
 162
 163         mutex_lock(&kv->lock);
 164
 165         list_for_each_entry(kvg, &kv->group_list, node) {
 166                 if (kvg->file == filp) {
 167                         ret = -EEXIST;
 168                         goto err_unlock;
 169                 }
 170         }
 171
 172         kvg = kzalloc(sizeof(*kvg), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
 173         if (!kvg) {
 174                 ret = -ENOMEM;
 175                 goto err_unlock;
 176         }
 177
 178         kvg->file = filp;
 179         list_add_tail(&kvg->node, &kv->group_list);
 180
 181         kvm_arch_start_assignment(dev->kvm);
 182
 183         mutex_unlock(&kv->lock);
 184
 185         kvm_vfio_file_set_kvm(kvg->file, dev->kvm);
 186         kvm_vfio_update_coherency(dev);
 187
 188         return 0;
 189 err_unlock:
 190         mutex_unlock(&kv->lock);
 191 err_fput:
 192         fput(filp);
 193         return ret;
 194 }
 195
 196 static int kvm_vfio_group_del(struct kvm_device *dev, unsigned int fd)
 197 {
 198         struct kvm_vfio *kv = dev->private;
 199         struct kvm_vfio_group *kvg;
 200         struct fd f;
 201         int ret;
 202
 203         f = fdget(fd);
 204         if (!f.file)
 205                 return -EBADF;
 206
 207         ret = -ENOENT;
 208
 209         mutex_lock(&kv->lock);
 210
 211         list_for_each_entry(kvg, &kv->group_list, node) {
 212                 if (kvg->file != f.file)
 213                         continue;
 214
 215                 list_del(&kvg->node);
 216                 kvm_arch_end_assignment(dev->kvm);
 217 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
 218                 kvm_spapr_tce_release_vfio_group(dev->kvm, kvg);
 219 #endif
 220                 kvm_vfio_file_set_kvm(kvg->file, NULL);
 221                 fput(kvg->file);
 222                 kfree(kvg);
 223                 ret = 0;
 224                 break;
 225         }
 226
 227         mutex_unlock(&kv->lock);
 228
 229         fdput(f);
 230
 231         kvm_vfio_update_coherency(dev);
 232
 233         return ret;
 234 }
 235
 236 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
 237 static int kvm_vfio_group_set_spapr_tce(struct kvm_device *dev,
 238                                         void __user *arg)
 239 {
 240         struct kvm_vfio_spapr_tce param;
 241         struct kvm_vfio *kv = dev->private;
 242         struct kvm_vfio_group *kvg;
 243         struct fd f;
 244         int ret;
 245
 246         if (copy_from_user(&param, arg, sizeof(struct kvm_vfio_spapr_tce)))
 247                 return -EFAULT;
 248
 249         f = fdget(param.groupfd);
 250         if (!f.file)
 251                 return -EBADF;
 252
 253         ret = -ENOENT;
 254
 255         mutex_lock(&kv->lock);
 256
 257         list_for_each_entry(kvg, &kv->group_list, node) {
 258                 if (kvg->file != f.file)
 259                         continue;
 260
 261                 if (!kvg->iommu_group) {
 262                         kvg->iommu_group = kvm_vfio_file_iommu_group(kvg->file);
 263                         if (WARN_ON_ONCE(!kvg->iommu_group)) {
 264                                 ret = -EIO;
 265                                 goto err_fdput;
 266                         }
 267                 }
 268
 269                 ret = kvm_spapr_tce_attach_iommu_group(dev->kvm, param.tablefd,
 270                                                        kvg->iommu_group);
 271                 break;
 272         }
 273
 274 err_fdput:
 275         mutex_unlock(&kv->lock);
 276         fdput(f);
 277         return ret;
 278 }
 279 #endif
 280
 281 static int kvm_vfio_set_group(struct kvm_device *dev, long attr,
 282                               void __user *arg)
 283 {
 284         int32_t __user *argp = arg;
 285         int32_t fd;
 286
 287         switch (attr) {
 288         case KVM_DEV_VFIO_GROUP_ADD:
 289                 if (get_user(fd, argp))
 290                         return -EFAULT;
 291                 return kvm_vfio_group_add(dev, fd);
 292
 293         case KVM_DEV_VFIO_GROUP_DEL:
 294                 if (get_user(fd, argp))
 295                         return -EFAULT;
 296                 return kvm_vfio_group_del(dev, fd);
 297
 298 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
 299         case KVM_DEV_VFIO_GROUP_SET_SPAPR_TCE:
 300                 return kvm_vfio_group_set_spapr_tce(dev, arg);
 301 #endif
 302         }
 303
 304         return -ENXIO;
 305 }
 306
 307 static int kvm_vfio_set_attr(struct kvm_device *dev,
 308                              struct kvm_device_attr *attr)
 309 {
 310         switch (attr->group) {
 311         case KVM_DEV_VFIO_GROUP:
 312                 return kvm_vfio_set_group(dev, attr->attr,
 313                                           u64_to_user_ptr(attr->addr));
 314         }
 315
 316         return -ENXIO;
 317 }
 318
 319 static int kvm_vfio_has_attr(struct kvm_device *dev,
 320                              struct kvm_device_attr *attr)
 321 {
 322         switch (attr->group) {
 323         case KVM_DEV_VFIO_GROUP:
 324                 switch (attr->attr) {
 325                 case KVM_DEV_VFIO_GROUP_ADD:
 326                 case KVM_DEV_VFIO_GROUP_DEL:
 327 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
 328                 case KVM_DEV_VFIO_GROUP_SET_SPAPR_TCE:
 329 #endif
 330                         return 0;
 331                 }
 332
 333                 break;
 334         }
 335
 336         return -ENXIO;
 337 }
 338
 339 static void kvm_vfio_release(struct kvm_device *dev)
 340 {
 341         struct kvm_vfio *kv = dev->private;
 342         struct kvm_vfio_group *kvg, *tmp;
 343
 344         list_for_each_entry_safe(kvg, tmp, &kv->group_list, node) {
 345 #ifdef CONFIG_SPAPR_TCE_IOMMU
 346                 kvm_spapr_tce_release_vfio_group(dev->kvm, kvg);
 347 #endif
 348                 kvm_vfio_file_set_kvm(kvg->file, NULL);
 349                 fput(kvg->file);
 350                 list_del(&kvg->node);
 351                 kfree(kvg);
 352                 kvm_arch_end_assignment(dev->kvm);
 353         }
 354
 355         kvm_vfio_update_coherency(dev);
 356
 357         kfree(kv);
 358         kfree(dev); /* alloc by kvm_ioctl_create_device, free by .release */
 359 }
 360
 361 static int kvm_vfio_create(struct kvm_device *dev, u32 type);
 362
 363 static struct kvm_device_ops kvm_vfio_ops = {
 364         .name = "kvm-vfio",
 365         .create = kvm_vfio_create,
 366         .release = kvm_vfio_release,
 367         .set_attr = kvm_vfio_set_attr,
 368         .has_attr = kvm_vfio_has_attr,
 369 };
 370
 371 static int kvm_vfio_create(struct kvm_device *dev, u32 type)
 372 {
 373         struct kvm_device *tmp;
 374         struct kvm_vfio *kv;
 375
 376         /* Only one VFIO "device" per VM */
 377         list_for_each_entry(tmp, &dev->kvm->devices, vm_node)
 378                 if (tmp->ops == &kvm_vfio_ops)
 379                         return -EBUSY;
 380
 381         kv = kzalloc(sizeof(*kv), GFP_KERNEL_ACCOUNT);
 382         if (!kv)
 383                 return -ENOMEM;
 384
 385         INIT_LIST_HEAD(&kv->group_list);
 386         mutex_init(&kv->lock);
 387
 388         dev->private = kv;
 389
 390         return 0;
 391 }
 392
 393 int kvm_vfio_ops_init(void)
 394 {
 395         return kvm_register_device_ops(&kvm_vfio_ops, KVM_DEV_TYPE_VFIO);
 396 }
 397
 398 void kvm_vfio_ops_exit(void)
 399 {
 400         kvm_unregister_device_ops(KVM_DEV_TYPE_VFIO);
 401 }