Fix systemd boot.
[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / vfio / pci / vfio_pci_intrs.c
1 /*
2  * VFIO PCI interrupt handling
3  *
4  * Copyright (C) 2012 Red Hat, Inc.  All rights reserved.
5  *     Author: Alex Williamson <alex.williamson@redhat.com>
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License version 2 as
9  * published by the Free Software Foundation.
10  *
11  * Derived from original vfio:
12  * Copyright 2010 Cisco Systems, Inc.  All rights reserved.
13  * Author: Tom Lyon, pugs@cisco.com
14  */
15
16 #include <linux/device.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/eventfd.h>
19 #include <linux/msi.h>
20 #include <linux/pci.h>
21 #include <linux/file.h>
22 #include <linux/vfio.h>
23 #include <linux/wait.h>
24 #include <linux/slab.h>
25
26 #include "vfio_pci_private.h"
27
28 /*
29  * INTx
30  */
31 static void vfio_send_intx_eventfd(void *opaque, void *unused)
32 {
33         struct vfio_pci_device *vdev = opaque;
34
35         if (likely(is_intx(vdev) && !vdev->virq_disabled))
36                 eventfd_signal(vdev->ctx[0].trigger, 1);
37 }
38
39 void vfio_pci_intx_mask(struct vfio_pci_device *vdev)
40 {
41         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
42         unsigned long flags;
43
44         spin_lock_irqsave(&vdev->irqlock, flags);
45
46         /*
47          * Masking can come from interrupt, ioctl, or config space
48          * via INTx disable.  The latter means this can get called
49          * even when not using intx delivery.  In this case, just
50          * try to have the physical bit follow the virtual bit.
51          */
52         if (unlikely(!is_intx(vdev))) {
53                 if (vdev->pci_2_3)
54                         pci_intx(pdev, 0);
55         } else if (!vdev->ctx[0].masked) {
56                 /*
57                  * Can't use check_and_mask here because we always want to
58                  * mask, not just when something is pending.
59                  */
60                 if (vdev->pci_2_3)
61                         pci_intx(pdev, 0);
62                 else
63                         disable_irq_nosync(pdev->irq);
64
65                 vdev->ctx[0].masked = true;
66         }
67
68         spin_unlock_irqrestore(&vdev->irqlock, flags);
69 }
70
71 /*
72  * If this is triggered by an eventfd, we can't call eventfd_signal
73  * or else we'll deadlock on the eventfd wait queue.  Return >0 when
74  * a signal is necessary, which can then be handled via a work queue
75  * or directly depending on the caller.
76  */
77 static int vfio_pci_intx_unmask_handler(void *opaque, void *unused)
78 {
79         struct vfio_pci_device *vdev = opaque;
80         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
81         unsigned long flags;
82         int ret = 0;
83
84         spin_lock_irqsave(&vdev->irqlock, flags);
85
86         /*
87          * Unmasking comes from ioctl or config, so again, have the
88          * physical bit follow the virtual even when not using INTx.
89          */
90         if (unlikely(!is_intx(vdev))) {
91                 if (vdev->pci_2_3)
92                         pci_intx(pdev, 1);
93         } else if (vdev->ctx[0].masked && !vdev->virq_disabled) {
94                 /*
95                  * A pending interrupt here would immediately trigger,
96                  * but we can avoid that overhead by just re-sending
97                  * the interrupt to the user.
98                  */
99                 if (vdev->pci_2_3) {
100                         if (!pci_check_and_unmask_intx(pdev))
101                                 ret = 1;
102                 } else
103                         enable_irq(pdev->irq);
104
105                 vdev->ctx[0].masked = (ret > 0);
106         }
107
108         spin_unlock_irqrestore(&vdev->irqlock, flags);
109
110         return ret;
111 }
112
113 void vfio_pci_intx_unmask(struct vfio_pci_device *vdev)
114 {
115         if (vfio_pci_intx_unmask_handler(vdev, NULL) > 0)
116                 vfio_send_intx_eventfd(vdev, NULL);
117 }
118
119 static irqreturn_t vfio_intx_handler(int irq, void *dev_id)
120 {
121         struct vfio_pci_device *vdev = dev_id;
122         unsigned long flags;
123         int ret = IRQ_NONE;
124
125         spin_lock_irqsave(&vdev->irqlock, flags);
126
127         if (!vdev->pci_2_3) {
128                 disable_irq_nosync(vdev->pdev->irq);
129                 vdev->ctx[0].masked = true;
130                 ret = IRQ_HANDLED;
131         } else if (!vdev->ctx[0].masked &&  /* may be shared */
132                    pci_check_and_mask_intx(vdev->pdev)) {
133                 vdev->ctx[0].masked = true;
134                 ret = IRQ_HANDLED;
135         }
136
137         spin_unlock_irqrestore(&vdev->irqlock, flags);
138
139         if (ret == IRQ_HANDLED)
140                 vfio_send_intx_eventfd(vdev, NULL);
141
142         return ret;
143 }
144
145 static int vfio_intx_enable(struct vfio_pci_device *vdev)
146 {
147         if (!is_irq_none(vdev))
148                 return -EINVAL;
149
150         if (!vdev->pdev->irq)
151                 return -ENODEV;
152
153         vdev->ctx = kzalloc(sizeof(struct vfio_pci_irq_ctx), GFP_KERNEL);
154         if (!vdev->ctx)
155                 return -ENOMEM;
156
157         vdev->num_ctx = 1;
158
159         /*
160          * If the virtual interrupt is masked, restore it.  Devices
161          * supporting DisINTx can be masked at the hardware level
162          * here, non-PCI-2.3 devices will have to wait until the
163          * interrupt is enabled.
164          */
165         vdev->ctx[0].masked = vdev->virq_disabled;
166         if (vdev->pci_2_3)
167                 pci_intx(vdev->pdev, !vdev->ctx[0].masked);
168
169         vdev->irq_type = VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX;
170
171         return 0;
172 }
173
174 static int vfio_intx_set_signal(struct vfio_pci_device *vdev, int fd)
175 {
176         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
177         unsigned long irqflags = IRQF_SHARED;
178         struct eventfd_ctx *trigger;
179         unsigned long flags;
180         int ret;
181
182         if (vdev->ctx[0].trigger) {
183                 free_irq(pdev->irq, vdev);
184                 kfree(vdev->ctx[0].name);
185                 eventfd_ctx_put(vdev->ctx[0].trigger);
186                 vdev->ctx[0].trigger = NULL;
187         }
188
189         if (fd < 0) /* Disable only */
190                 return 0;
191
192         vdev->ctx[0].name = kasprintf(GFP_KERNEL, "vfio-intx(%s)",
193                                       pci_name(pdev));
194         if (!vdev->ctx[0].name)
195                 return -ENOMEM;
196
197         trigger = eventfd_ctx_fdget(fd);
198         if (IS_ERR(trigger)) {
199                 kfree(vdev->ctx[0].name);
200                 return PTR_ERR(trigger);
201         }
202
203         vdev->ctx[0].trigger = trigger;
204
205         if (!vdev->pci_2_3)
206                 irqflags = 0;
207
208         ret = request_irq(pdev->irq, vfio_intx_handler,
209                           irqflags, vdev->ctx[0].name, vdev);
210         if (ret) {
211                 vdev->ctx[0].trigger = NULL;
212                 kfree(vdev->ctx[0].name);
213                 eventfd_ctx_put(trigger);
214                 return ret;
215         }
216
217         /*
218          * INTx disable will stick across the new irq setup,
219          * disable_irq won't.
220          */
221         spin_lock_irqsave(&vdev->irqlock, flags);
222         if (!vdev->pci_2_3 && vdev->ctx[0].masked)
223                 disable_irq_nosync(pdev->irq);
224         spin_unlock_irqrestore(&vdev->irqlock, flags);
225
226         return 0;
227 }
228
229 static void vfio_intx_disable(struct vfio_pci_device *vdev)
230 {
231         vfio_intx_set_signal(vdev, -1);
232         vfio_virqfd_disable(&vdev->ctx[0].unmask);
233         vfio_virqfd_disable(&vdev->ctx[0].mask);
234         vdev->irq_type = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
235         vdev->num_ctx = 0;
236         kfree(vdev->ctx);
237 }
238
239 /*
240  * MSI/MSI-X
241  */
242 static irqreturn_t vfio_msihandler(int irq, void *arg)
243 {
244         struct eventfd_ctx *trigger = arg;
245
246         eventfd_signal(trigger, 1);
247         return IRQ_HANDLED;
248 }
249
250 static int vfio_msi_enable(struct vfio_pci_device *vdev, int nvec, bool msix)
251 {
252         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
253         int ret;
254
255         if (!is_irq_none(vdev))
256                 return -EINVAL;
257
258         vdev->ctx = kzalloc(nvec * sizeof(struct vfio_pci_irq_ctx), GFP_KERNEL);
259         if (!vdev->ctx)
260                 return -ENOMEM;
261
262         if (msix) {
263                 int i;
264
265                 vdev->msix = kzalloc(nvec * sizeof(struct msix_entry),
266                                      GFP_KERNEL);
267                 if (!vdev->msix) {
268                         kfree(vdev->ctx);
269                         return -ENOMEM;
270                 }
271
272                 for (i = 0; i < nvec; i++)
273                         vdev->msix[i].entry = i;
274
275                 ret = pci_enable_msix_range(pdev, vdev->msix, 1, nvec);
276                 if (ret < nvec) {
277                         if (ret > 0)
278                                 pci_disable_msix(pdev);
279                         kfree(vdev->msix);
280                         kfree(vdev->ctx);
281                         return ret;
282                 }
283         } else {
284                 ret = pci_enable_msi_range(pdev, 1, nvec);
285                 if (ret < nvec) {
286                         if (ret > 0)
287                                 pci_disable_msi(pdev);
288                         kfree(vdev->ctx);
289                         return ret;
290                 }
291         }
292
293         vdev->num_ctx = nvec;
294         vdev->irq_type = msix ? VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX :
295                                 VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX;
296
297         if (!msix) {
298                 /*
299                  * Compute the virtual hardware field for max msi vectors -
300                  * it is the log base 2 of the number of vectors.
301                  */
302                 vdev->msi_qmax = fls(nvec * 2 - 1) - 1;
303         }
304
305         return 0;
306 }
307
308 static int vfio_msi_set_vector_signal(struct vfio_pci_device *vdev,
309                                       int vector, int fd, bool msix)
310 {
311         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
312         int irq = msix ? vdev->msix[vector].vector : pdev->irq + vector;
313         char *name = msix ? "vfio-msix" : "vfio-msi";
314         struct eventfd_ctx *trigger;
315         int ret;
316
317         if (vector >= vdev->num_ctx)
318                 return -EINVAL;
319
320         if (vdev->ctx[vector].trigger) {
321                 free_irq(irq, vdev->ctx[vector].trigger);
322                 kfree(vdev->ctx[vector].name);
323                 eventfd_ctx_put(vdev->ctx[vector].trigger);
324                 vdev->ctx[vector].trigger = NULL;
325         }
326
327         if (fd < 0)
328                 return 0;
329
330         vdev->ctx[vector].name = kasprintf(GFP_KERNEL, "%s[%d](%s)",
331                                            name, vector, pci_name(pdev));
332         if (!vdev->ctx[vector].name)
333                 return -ENOMEM;
334
335         trigger = eventfd_ctx_fdget(fd);
336         if (IS_ERR(trigger)) {
337                 kfree(vdev->ctx[vector].name);
338                 return PTR_ERR(trigger);
339         }
340
341         /*
342          * The MSIx vector table resides in device memory which may be cleared
343          * via backdoor resets. We don't allow direct access to the vector
344          * table so even if a userspace driver attempts to save/restore around
345          * such a reset it would be unsuccessful. To avoid this, restore the
346          * cached value of the message prior to enabling.
347          */
348         if (msix) {
349                 struct msi_msg msg;
350
351                 get_cached_msi_msg(irq, &msg);
352                 pci_write_msi_msg(irq, &msg);
353         }
354
355         ret = request_irq(irq, vfio_msihandler, 0,
356                           vdev->ctx[vector].name, trigger);
357         if (ret) {
358                 kfree(vdev->ctx[vector].name);
359                 eventfd_ctx_put(trigger);
360                 return ret;
361         }
362
363         vdev->ctx[vector].trigger = trigger;
364
365         return 0;
366 }
367
368 static int vfio_msi_set_block(struct vfio_pci_device *vdev, unsigned start,
369                               unsigned count, int32_t *fds, bool msix)
370 {
371         int i, j, ret = 0;
372
373         if (start + count > vdev->num_ctx)
374                 return -EINVAL;
375
376         for (i = 0, j = start; i < count && !ret; i++, j++) {
377                 int fd = fds ? fds[i] : -1;
378                 ret = vfio_msi_set_vector_signal(vdev, j, fd, msix);
379         }
380
381         if (ret) {
382                 for (--j; j >= start; j--)
383                         vfio_msi_set_vector_signal(vdev, j, -1, msix);
384         }
385
386         return ret;
387 }
388
389 static void vfio_msi_disable(struct vfio_pci_device *vdev, bool msix)
390 {
391         struct pci_dev *pdev = vdev->pdev;
392         int i;
393
394         vfio_msi_set_block(vdev, 0, vdev->num_ctx, NULL, msix);
395
396         for (i = 0; i < vdev->num_ctx; i++) {
397                 vfio_virqfd_disable(&vdev->ctx[i].unmask);
398                 vfio_virqfd_disable(&vdev->ctx[i].mask);
399         }
400
401         if (msix) {
402                 pci_disable_msix(vdev->pdev);
403                 kfree(vdev->msix);
404         } else
405                 pci_disable_msi(pdev);
406
407         vdev->irq_type = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
408         vdev->num_ctx = 0;
409         kfree(vdev->ctx);
410 }
411
412 /*
413  * IOCTL support
414  */
415 static int vfio_pci_set_intx_unmask(struct vfio_pci_device *vdev,
416                                     unsigned index, unsigned start,
417                                     unsigned count, uint32_t flags, void *data)
418 {
419         if (!is_intx(vdev) || start != 0 || count != 1)
420                 return -EINVAL;
421
422         if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE) {
423                 vfio_pci_intx_unmask(vdev);
424         } else if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_BOOL) {
425                 uint8_t unmask = *(uint8_t *)data;
426                 if (unmask)
427                         vfio_pci_intx_unmask(vdev);
428         } else if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD) {
429                 int32_t fd = *(int32_t *)data;
430                 if (fd >= 0)
431                         return vfio_virqfd_enable((void *) vdev,
432                                                   vfio_pci_intx_unmask_handler,
433                                                   vfio_send_intx_eventfd, NULL,
434                                                   &vdev->ctx[0].unmask, fd);
435
436                 vfio_virqfd_disable(&vdev->ctx[0].unmask);
437         }
438
439         return 0;
440 }
441
442 static int vfio_pci_set_intx_mask(struct vfio_pci_device *vdev,
443                                   unsigned index, unsigned start,
444                                   unsigned count, uint32_t flags, void *data)
445 {
446         if (!is_intx(vdev) || start != 0 || count != 1)
447                 return -EINVAL;
448
449         if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE) {
450                 vfio_pci_intx_mask(vdev);
451         } else if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_BOOL) {
452                 uint8_t mask = *(uint8_t *)data;
453                 if (mask)
454                         vfio_pci_intx_mask(vdev);
455         } else if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD) {
456                 return -ENOTTY; /* XXX implement me */
457         }
458
459         return 0;
460 }
461
462 static int vfio_pci_set_intx_trigger(struct vfio_pci_device *vdev,
463                                      unsigned index, unsigned start,
464                                      unsigned count, uint32_t flags, void *data)
465 {
466         if (is_intx(vdev) && !count && (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE)) {
467                 vfio_intx_disable(vdev);
468                 return 0;
469         }
470
471         if (!(is_intx(vdev) || is_irq_none(vdev)) || start != 0 || count != 1)
472                 return -EINVAL;
473
474         if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD) {
475                 int32_t fd = *(int32_t *)data;
476                 int ret;
477
478                 if (is_intx(vdev))
479                         return vfio_intx_set_signal(vdev, fd);
480
481                 ret = vfio_intx_enable(vdev);
482                 if (ret)
483                         return ret;
484
485                 ret = vfio_intx_set_signal(vdev, fd);
486                 if (ret)
487                         vfio_intx_disable(vdev);
488
489                 return ret;
490         }
491
492         if (!is_intx(vdev))
493                 return -EINVAL;
494
495         if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE) {
496                 vfio_send_intx_eventfd(vdev, NULL);
497         } else if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_BOOL) {
498                 uint8_t trigger = *(uint8_t *)data;
499                 if (trigger)
500                         vfio_send_intx_eventfd(vdev, NULL);
501         }
502         return 0;
503 }
504
505 static int vfio_pci_set_msi_trigger(struct vfio_pci_device *vdev,
506                                     unsigned index, unsigned start,
507                                     unsigned count, uint32_t flags, void *data)
508 {
509         int i;
510         bool msix = (index == VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX) ? true : false;
511
512         if (irq_is(vdev, index) && !count && (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE)) {
513                 vfio_msi_disable(vdev, msix);
514                 return 0;
515         }
516
517         if (!(irq_is(vdev, index) || is_irq_none(vdev)))
518                 return -EINVAL;
519
520         if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD) {
521                 int32_t *fds = data;
522                 int ret;
523
524                 if (vdev->irq_type == index)
525                         return vfio_msi_set_block(vdev, start, count,
526                                                   fds, msix);
527
528                 ret = vfio_msi_enable(vdev, start + count, msix);
529                 if (ret)
530                         return ret;
531
532                 ret = vfio_msi_set_block(vdev, start, count, fds, msix);
533                 if (ret)
534                         vfio_msi_disable(vdev, msix);
535
536                 return ret;
537         }
538
539         if (!irq_is(vdev, index) || start + count > vdev->num_ctx)
540                 return -EINVAL;
541
542         for (i = start; i < start + count; i++) {
543                 if (!vdev->ctx[i].trigger)
544                         continue;
545                 if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE) {
546                         eventfd_signal(vdev->ctx[i].trigger, 1);
547                 } else if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_BOOL) {
548                         uint8_t *bools = data;
549                         if (bools[i - start])
550                                 eventfd_signal(vdev->ctx[i].trigger, 1);
551                 }
552         }
553         return 0;
554 }
555
556 static int vfio_pci_set_ctx_trigger_single(struct eventfd_ctx **ctx,
557                                            uint32_t flags, void *data)
558 {
559         int32_t fd = *(int32_t *)data;
560
561         if (!(flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_TYPE_MASK))
562                 return -EINVAL;
563
564         /* DATA_NONE/DATA_BOOL enables loopback testing */
565         if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_NONE) {
566                 if (*ctx)
567                         eventfd_signal(*ctx, 1);
568                 return 0;
569         } else if (flags & VFIO_IRQ_SET_DATA_BOOL) {
570                 uint8_t trigger = *(uint8_t *)data;
571                 if (trigger && *ctx)
572                         eventfd_signal(*ctx, 1);
573                 return 0;
574         }
575
576         /* Handle SET_DATA_EVENTFD */
577         if (fd == -1) {
578                 if (*ctx)
579                         eventfd_ctx_put(*ctx);
580                 *ctx = NULL;
581                 return 0;
582         } else if (fd >= 0) {
583                 struct eventfd_ctx *efdctx;
584                 efdctx = eventfd_ctx_fdget(fd);
585                 if (IS_ERR(efdctx))
586                         return PTR_ERR(efdctx);
587                 if (*ctx)
588                         eventfd_ctx_put(*ctx);
589                 *ctx = efdctx;
590                 return 0;
591         } else
592                 return -EINVAL;
593 }
594
595 static int vfio_pci_set_err_trigger(struct vfio_pci_device *vdev,
596                                     unsigned index, unsigned start,
597                                     unsigned count, uint32_t flags, void *data)
598 {
599         if (index != VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX)
600                 return -EINVAL;
601
602         /*
603          * We should sanitize start & count, but that wasn't caught
604          * originally, so this IRQ index must forever ignore them :-(
605          */
606
607         return vfio_pci_set_ctx_trigger_single(&vdev->err_trigger, flags, data);
608 }
609
610 static int vfio_pci_set_req_trigger(struct vfio_pci_device *vdev,
611                                     unsigned index, unsigned start,
612                                     unsigned count, uint32_t flags, void *data)
613 {
614         if (index != VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX || start != 0 || count != 1)
615                 return -EINVAL;
616
617         return vfio_pci_set_ctx_trigger_single(&vdev->req_trigger, flags, data);
618 }
619
620 int vfio_pci_set_irqs_ioctl(struct vfio_pci_device *vdev, uint32_t flags,
621                             unsigned index, unsigned start, unsigned count,
622                             void *data)
623 {
624         int (*func)(struct vfio_pci_device *vdev, unsigned index,
625                     unsigned start, unsigned count, uint32_t flags,
626                     void *data) = NULL;
627
628         switch (index) {
629         case VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX:
630                 switch (flags & VFIO_IRQ_SET_ACTION_TYPE_MASK) {
631                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_MASK:
632                         func = vfio_pci_set_intx_mask;
633                         break;
634                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_UNMASK:
635                         func = vfio_pci_set_intx_unmask;
636                         break;
637                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER:
638                         func = vfio_pci_set_intx_trigger;
639                         break;
640                 }
641                 break;
642         case VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX:
643         case VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX:
644                 switch (flags & VFIO_IRQ_SET_ACTION_TYPE_MASK) {
645                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_MASK:
646                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_UNMASK:
647                         /* XXX Need masking support exported */
648                         break;
649                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER:
650                         func = vfio_pci_set_msi_trigger;
651                         break;
652                 }
653                 break;
654         case VFIO_PCI_ERR_IRQ_INDEX:
655                 switch (flags & VFIO_IRQ_SET_ACTION_TYPE_MASK) {
656                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER:
657                         if (pci_is_pcie(vdev->pdev))
658                                 func = vfio_pci_set_err_trigger;
659                         break;
660                 }
661                 break;
662         case VFIO_PCI_REQ_IRQ_INDEX:
663                 switch (flags & VFIO_IRQ_SET_ACTION_TYPE_MASK) {
664                 case VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER:
665                         func = vfio_pci_set_req_trigger;
666                         break;
667                 }
668                 break;
669         }
670
671         if (!func)
672                 return -ENOTTY;
673
674         return func(vdev, index, start, count, flags, data);
675 }