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synced 2025-08-05 16:54:27 +00:00
um: Add VFIO-based virtual PCI driver
Implement a new virtual PCI driver based on the VFIO framework. This driver allows users to pass through PCI devices to UML via VFIO. Currently, only MSI-X capable devices are supported, and it is assumed that drivers will use MSI-X. Signed-off-by: Tiwei Bie <tiwei.btw@antgroup.com> Link: https://patch.msgid.link/20250413154421.517878-1-tiwei.btw@antgroup.com Signed-off-by: Johannes Berg <johannes.berg@intel.com>
This commit is contained in:
Tiwei Bie
Johannes Berg
parent
6767e8784c
commit
a0e2cb6a90
5 changed files with 1023 additions and 0 deletions
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@ -367,3 +367,11 @@ config UML_PCI_OVER_VIRTIO_DEVICE_ID
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There's no official device ID assigned (yet), set the one you
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There's no official device ID assigned (yet), set the one you
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wish to use for experimentation here. The default of -1 is
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wish to use for experimentation here. The default of -1 is
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not valid and will cause the driver to fail at probe.
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not valid and will cause the driver to fail at probe.
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config UML_PCI_OVER_VFIO
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bool "Enable VFIO-based PCI passthrough"
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select UML_PCI
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help
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This driver provides support for VFIO-based PCI passthrough.
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Currently, only MSI-X capable devices are supported, and it
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is assumed that drivers will use MSI-X.
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@ -19,6 +19,7 @@ port-objs := port_kern.o port_user.o
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harddog-objs := harddog_kern.o
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harddog-objs := harddog_kern.o
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harddog-builtin-$(CONFIG_UML_WATCHDOG) := harddog_user.o harddog_user_exp.o
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harddog-builtin-$(CONFIG_UML_WATCHDOG) := harddog_user.o harddog_user_exp.o
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rtc-objs := rtc_kern.o rtc_user.o
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rtc-objs := rtc_kern.o rtc_user.o
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vfio_uml-objs := vfio_kern.o vfio_user.o
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LDFLAGS_vde.o = $(shell $(CC) $(CFLAGS) -print-file-name=libvdeplug.a)
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LDFLAGS_vde.o = $(shell $(CC) $(CFLAGS) -print-file-name=libvdeplug.a)
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@ -62,6 +63,7 @@ obj-$(CONFIG_VIRTIO_UML) += virtio_uml.o
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obj-$(CONFIG_UML_RTC) += rtc.o
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obj-$(CONFIG_UML_RTC) += rtc.o
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obj-$(CONFIG_UML_PCI) += virt-pci.o
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obj-$(CONFIG_UML_PCI) += virt-pci.o
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obj-$(CONFIG_UML_PCI_OVER_VIRTIO) += virtio_pcidev.o
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obj-$(CONFIG_UML_PCI_OVER_VIRTIO) += virtio_pcidev.o
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obj-$(CONFIG_UML_PCI_OVER_VFIO) += vfio_uml.o
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# pcap_user.o must be added explicitly.
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# pcap_user.o must be added explicitly.
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USER_OBJS := fd.o null.o pty.o tty.o xterm.o slip_common.o vde_user.o vector_user.o
|
USER_OBJS := fd.o null.o pty.o tty.o xterm.o slip_common.o vde_user.o vector_user.o
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642
arch/um/drivers/vfio_kern.c
Normal file
642
arch/um/drivers/vfio_kern.c
Normal file
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@ -0,0 +1,642 @@
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|
// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
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/*
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* Copyright (C) 2025 Ant Group
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* Author: Tiwei Bie <tiwei.btw@antgroup.com>
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*/
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#define pr_fmt(fmt) "vfio-uml: " fmt
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#include <linux/module.h>
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#include <linux/logic_iomem.h>
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#include <linux/mutex.h>
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#include <linux/list.h>
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#include <linux/string.h>
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#include <linux/unaligned.h>
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#include <irq_kern.h>
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#include <init.h>
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#include <os.h>
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#include "virt-pci.h"
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#include "vfio_user.h"
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#define to_vdev(_pdev) container_of(_pdev, struct uml_vfio_device, pdev)
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struct uml_vfio_intr_ctx {
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struct uml_vfio_device *dev;
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int irq;
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};
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struct uml_vfio_device {
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const char *name;
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int group;
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struct um_pci_device pdev;
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struct uml_vfio_user_device udev;
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struct uml_vfio_intr_ctx *intr_ctx;
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int msix_cap;
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int msix_bar;
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int msix_offset;
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int msix_size;
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u32 *msix_data;
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struct list_head list;
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|
};
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struct uml_vfio_group {
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int id;
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int fd;
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int users;
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struct list_head list;
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};
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static struct {
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int fd;
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int users;
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} uml_vfio_container = { .fd = -1 };
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static DEFINE_MUTEX(uml_vfio_container_mtx);
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static LIST_HEAD(uml_vfio_groups);
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static DEFINE_MUTEX(uml_vfio_groups_mtx);
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static LIST_HEAD(uml_vfio_devices);
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static int uml_vfio_set_container(int group_fd)
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{
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int err;
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|
guard(mutex)(¨_vfio_container_mtx);
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||||||
|
err = uml_vfio_user_set_container(uml_vfio_container.fd, group_fd);
|
||||||
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if (err)
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return err;
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|
uml_vfio_container.users++;
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|
if (uml_vfio_container.users > 1)
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return 0;
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err = uml_vfio_user_setup_iommu(uml_vfio_container.fd);
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||||||
|
if (err) {
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||||||
|
uml_vfio_user_unset_container(uml_vfio_container.fd, group_fd);
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||||||
|
uml_vfio_container.users--;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
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||||||
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|
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static void uml_vfio_unset_container(int group_fd)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
guard(mutex)(¨_vfio_container_mtx);
|
||||||
|
|
||||||
|
uml_vfio_user_unset_container(uml_vfio_container.fd, group_fd);
|
||||||
|
uml_vfio_container.users--;
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
static int uml_vfio_open_group(int group_id)
|
||||||
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{
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||||||
|
struct uml_vfio_group *group;
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||||||
|
int err;
|
||||||
|
|
||||||
|
guard(mutex)(¨_vfio_groups_mtx);
|
||||||
|
|
||||||
|
list_for_each_entry(group, ¨_vfio_groups, list) {
|
||||||
|
if (group->id == group_id) {
|
||||||
|
group->users++;
|
||||||
|
return group->fd;
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|
}
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||||||
|
}
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|
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|
group = kzalloc(sizeof(*group), GFP_KERNEL);
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|
if (!group)
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|
return -ENOMEM;
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|
group->fd = uml_vfio_user_open_group(group_id);
|
||||||
|
if (group->fd < 0) {
|
||||||
|
err = group->fd;
|
||||||
|
goto free_group;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
err = uml_vfio_set_container(group->fd);
|
||||||
|
if (err)
|
||||||
|
goto close_group;
|
||||||
|
|
||||||
|
group->id = group_id;
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|
group->users = 1;
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||||||
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||||||
|
list_add(&group->list, ¨_vfio_groups);
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|
||||||
|
return group->fd;
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||||||
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||||||
|
close_group:
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||||||
|
os_close_file(group->fd);
|
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|
free_group:
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|
kfree(group);
|
||||||
|
return err;
|
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|
}
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static int uml_vfio_release_group(int group_fd)
|
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|
{
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struct uml_vfio_group *group;
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||||||
|
|
||||||
|
guard(mutex)(¨_vfio_groups_mtx);
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||||||
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||||||
|
list_for_each_entry(group, ¨_vfio_groups, list) {
|
||||||
|
if (group->fd == group_fd) {
|
||||||
|
group->users--;
|
||||||
|
if (group->users == 0) {
|
||||||
|
uml_vfio_unset_container(group_fd);
|
||||||
|
os_close_file(group_fd);
|
||||||
|
list_del(&group->list);
|
||||||
|
kfree(group);
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|
}
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return 0;
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|
}
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|
}
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|
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return -ENOENT;
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}
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static irqreturn_t uml_vfio_interrupt(int unused, void *opaque)
|
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|
{
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struct uml_vfio_intr_ctx *ctx = opaque;
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struct uml_vfio_device *dev = ctx->dev;
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int index = ctx - dev->intr_ctx;
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|
int irqfd = dev->udev.irqfd[index];
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int irq = dev->msix_data[index];
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uint64_t v;
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int r;
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do {
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r = os_read_file(irqfd, &v, sizeof(v));
|
||||||
|
if (r == sizeof(v))
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|
generic_handle_irq(irq);
|
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|
} while (r == sizeof(v) || r == -EINTR);
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|
WARN(r != -EAGAIN, "read returned %d\n", r);
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|
||||||
|
return IRQ_HANDLED;
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|
}
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|
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||||||
|
static int uml_vfio_activate_irq(struct uml_vfio_device *dev, int index)
|
||||||
|
{
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||||||
|
struct uml_vfio_intr_ctx *ctx = &dev->intr_ctx[index];
|
||||||
|
int err, irqfd;
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||||||
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||||||
|
if (ctx->irq >= 0)
|
||||||
|
return 0;
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||||||
|
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||||||
|
irqfd = uml_vfio_user_activate_irq(&dev->udev, index);
|
||||||
|
if (irqfd < 0)
|
||||||
|
return irqfd;
|
||||||
|
|
||||||
|
ctx->irq = um_request_irq(UM_IRQ_ALLOC, irqfd, IRQ_READ,
|
||||||
|
uml_vfio_interrupt, 0,
|
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|
"vfio-uml", ctx);
|
||||||
|
if (ctx->irq < 0) {
|
||||||
|
err = ctx->irq;
|
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|
goto deactivate;
|
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|
}
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|
err = add_sigio_fd(irqfd);
|
||||||
|
if (err)
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|
goto free_irq;
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|
|
||||||
|
return 0;
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|
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|
free_irq:
|
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|
um_free_irq(ctx->irq, ctx);
|
||||||
|
ctx->irq = -1;
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||||||
|
deactivate:
|
||||||
|
uml_vfio_user_deactivate_irq(&dev->udev, index);
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int uml_vfio_deactivate_irq(struct uml_vfio_device *dev, int index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_intr_ctx *ctx = &dev->intr_ctx[index];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ctx->irq >= 0) {
|
||||||
|
ignore_sigio_fd(dev->udev.irqfd[index]);
|
||||||
|
um_free_irq(ctx->irq, ctx);
|
||||||
|
uml_vfio_user_deactivate_irq(&dev->udev, index);
|
||||||
|
ctx->irq = -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int uml_vfio_update_msix_cap(struct uml_vfio_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size,
|
||||||
|
unsigned long val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* Here, we handle only the operations we care about,
|
||||||
|
* ignoring the rest.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
if (size == 2 && offset == dev->msix_cap + PCI_MSIX_FLAGS) {
|
||||||
|
switch (val & ~PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) {
|
||||||
|
case PCI_MSIX_FLAGS_ENABLE:
|
||||||
|
case 0:
|
||||||
|
return uml_vfio_user_update_irqs(&dev->udev);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int uml_vfio_update_msix_table(struct uml_vfio_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size,
|
||||||
|
unsigned long val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int index;
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* Here, we handle only the operations we care about,
|
||||||
|
* ignoring the rest.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
offset -= dev->msix_offset + PCI_MSIX_ENTRY_DATA;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (size != 4 || offset % PCI_MSIX_ENTRY_SIZE != 0)
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
index = offset / PCI_MSIX_ENTRY_SIZE;
|
||||||
|
if (index >= dev->udev.irq_count)
|
||||||
|
return -EINVAL;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->msix_data[index] = val;
|
||||||
|
|
||||||
|
return val ? uml_vfio_activate_irq(dev, index) :
|
||||||
|
uml_vfio_deactivate_irq(dev, index);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static unsigned long __uml_vfio_cfgspace_read(struct uml_vfio_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
u8 data[8];
|
||||||
|
|
||||||
|
memset(data, 0xff, sizeof(data));
|
||||||
|
|
||||||
|
if (uml_vfio_user_cfgspace_read(&dev->udev, offset, data, size))
|
||||||
|
return ULONG_MAX;
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size) {
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
return data[0];
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
return le16_to_cpup((void *)data);
|
||||||
|
case 4:
|
||||||
|
return le32_to_cpup((void *)data);
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_64BIT
|
||||||
|
case 8:
|
||||||
|
return le64_to_cpup((void *)data);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
return ULONG_MAX;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static unsigned long uml_vfio_cfgspace_read(struct um_pci_device *pdev,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev = to_vdev(pdev);
|
||||||
|
|
||||||
|
return __uml_vfio_cfgspace_read(dev, offset, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void __uml_vfio_cfgspace_write(struct uml_vfio_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size,
|
||||||
|
unsigned long val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
u8 data[8];
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size) {
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
data[0] = (u8)val;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
put_unaligned_le16(val, (void *)data);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 4:
|
||||||
|
put_unaligned_le32(val, (void *)data);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_64BIT
|
||||||
|
case 8:
|
||||||
|
put_unaligned_le64(val, (void *)data);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
WARN_ON(uml_vfio_user_cfgspace_write(&dev->udev, offset, data, size));
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void uml_vfio_cfgspace_write(struct um_pci_device *pdev,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size,
|
||||||
|
unsigned long val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev = to_vdev(pdev);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (offset < dev->msix_cap + PCI_CAP_MSIX_SIZEOF &&
|
||||||
|
offset + size > dev->msix_cap)
|
||||||
|
WARN_ON(uml_vfio_update_msix_cap(dev, offset, size, val));
|
||||||
|
|
||||||
|
__uml_vfio_cfgspace_write(dev, offset, size, val);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void uml_vfio_bar_copy_from(struct um_pci_device *pdev, int bar,
|
||||||
|
void *buffer, unsigned int offset, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev = to_vdev(pdev);
|
||||||
|
|
||||||
|
memset(buffer, 0xff, size);
|
||||||
|
uml_vfio_user_bar_read(&dev->udev, bar, offset, buffer, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static unsigned long uml_vfio_bar_read(struct um_pci_device *pdev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
u8 data[8];
|
||||||
|
|
||||||
|
uml_vfio_bar_copy_from(pdev, bar, data, offset, size);
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size) {
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
return data[0];
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
return le16_to_cpup((void *)data);
|
||||||
|
case 4:
|
||||||
|
return le32_to_cpup((void *)data);
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_64BIT
|
||||||
|
case 8:
|
||||||
|
return le64_to_cpup((void *)data);
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
default:
|
||||||
|
return ULONG_MAX;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void uml_vfio_bar_copy_to(struct um_pci_device *pdev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, const void *buffer,
|
||||||
|
int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev = to_vdev(pdev);
|
||||||
|
|
||||||
|
uml_vfio_user_bar_write(&dev->udev, bar, offset, buffer, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void uml_vfio_bar_write(struct um_pci_device *pdev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, int size,
|
||||||
|
unsigned long val)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev = to_vdev(pdev);
|
||||||
|
u8 data[8];
|
||||||
|
|
||||||
|
if (bar == dev->msix_bar && offset + size > dev->msix_offset &&
|
||||||
|
offset < dev->msix_offset + dev->msix_size)
|
||||||
|
WARN_ON(uml_vfio_update_msix_table(dev, offset, size, val));
|
||||||
|
|
||||||
|
switch (size) {
|
||||||
|
case 1:
|
||||||
|
data[0] = (u8)val;
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 2:
|
||||||
|
put_unaligned_le16(val, (void *)data);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
case 4:
|
||||||
|
put_unaligned_le32(val, (void *)data);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
#ifdef CONFIG_64BIT
|
||||||
|
case 8:
|
||||||
|
put_unaligned_le64(val, (void *)data);
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
#endif
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
uml_vfio_bar_copy_to(pdev, bar, offset, data, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void uml_vfio_bar_set(struct um_pci_device *pdev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, u8 value, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev = to_vdev(pdev);
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < size; i++)
|
||||||
|
uml_vfio_user_bar_write(&dev->udev, bar, offset + i, &value, 1);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static const struct um_pci_ops uml_vfio_um_pci_ops = {
|
||||||
|
.cfgspace_read = uml_vfio_cfgspace_read,
|
||||||
|
.cfgspace_write = uml_vfio_cfgspace_write,
|
||||||
|
.bar_read = uml_vfio_bar_read,
|
||||||
|
.bar_write = uml_vfio_bar_write,
|
||||||
|
.bar_copy_from = uml_vfio_bar_copy_from,
|
||||||
|
.bar_copy_to = uml_vfio_bar_copy_to,
|
||||||
|
.bar_set = uml_vfio_bar_set,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
static u8 uml_vfio_find_capability(struct uml_vfio_device *dev, u8 cap)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
u8 id, pos;
|
||||||
|
u16 ent;
|
||||||
|
int ttl = 48; /* PCI_FIND_CAP_TTL */
|
||||||
|
|
||||||
|
pos = __uml_vfio_cfgspace_read(dev, PCI_CAPABILITY_LIST, sizeof(pos));
|
||||||
|
|
||||||
|
while (pos && ttl--) {
|
||||||
|
ent = __uml_vfio_cfgspace_read(dev, pos, sizeof(ent));
|
||||||
|
|
||||||
|
id = ent & 0xff;
|
||||||
|
if (id == 0xff)
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
if (id == cap)
|
||||||
|
return pos;
|
||||||
|
|
||||||
|
pos = ent >> 8;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int uml_vfio_read_msix_table(struct uml_vfio_device *dev)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
unsigned int off;
|
||||||
|
u16 flags;
|
||||||
|
u32 tbl;
|
||||||
|
|
||||||
|
off = uml_vfio_find_capability(dev, PCI_CAP_ID_MSIX);
|
||||||
|
if (!off)
|
||||||
|
return -ENOTSUPP;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->msix_cap = off;
|
||||||
|
|
||||||
|
tbl = __uml_vfio_cfgspace_read(dev, off + PCI_MSIX_TABLE, sizeof(tbl));
|
||||||
|
flags = __uml_vfio_cfgspace_read(dev, off + PCI_MSIX_FLAGS, sizeof(flags));
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->msix_bar = tbl & PCI_MSIX_TABLE_BIR;
|
||||||
|
dev->msix_offset = tbl & PCI_MSIX_TABLE_OFFSET;
|
||||||
|
dev->msix_size = ((flags & PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE) + 1) * PCI_MSIX_ENTRY_SIZE;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->msix_data = kzalloc(dev->msix_size, GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!dev->msix_data)
|
||||||
|
return -ENOMEM;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void uml_vfio_open_device(struct uml_vfio_device *dev)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_intr_ctx *ctx;
|
||||||
|
int err, group_id, i;
|
||||||
|
|
||||||
|
group_id = uml_vfio_user_get_group_id(dev->name);
|
||||||
|
if (group_id < 0) {
|
||||||
|
pr_err("Failed to get group id (%s), error %d\n",
|
||||||
|
dev->name, group_id);
|
||||||
|
goto free_dev;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->group = uml_vfio_open_group(group_id);
|
||||||
|
if (dev->group < 0) {
|
||||||
|
pr_err("Failed to open group %d (%s), error %d\n",
|
||||||
|
group_id, dev->name, dev->group);
|
||||||
|
goto free_dev;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
err = uml_vfio_user_setup_device(&dev->udev, dev->group, dev->name);
|
||||||
|
if (err) {
|
||||||
|
pr_err("Failed to setup device (%s), error %d\n",
|
||||||
|
dev->name, err);
|
||||||
|
goto release_group;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
err = uml_vfio_read_msix_table(dev);
|
||||||
|
if (err) {
|
||||||
|
pr_err("Failed to read MSI-X table (%s), error %d\n",
|
||||||
|
dev->name, err);
|
||||||
|
goto teardown_udev;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->intr_ctx = kmalloc_array(dev->udev.irq_count,
|
||||||
|
sizeof(struct uml_vfio_intr_ctx),
|
||||||
|
GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!dev->intr_ctx) {
|
||||||
|
pr_err("Failed to allocate interrupt context (%s)\n",
|
||||||
|
dev->name);
|
||||||
|
goto free_msix;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < dev->udev.irq_count; i++) {
|
||||||
|
ctx = &dev->intr_ctx[i];
|
||||||
|
ctx->dev = dev;
|
||||||
|
ctx->irq = -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->pdev.ops = ¨_vfio_um_pci_ops;
|
||||||
|
|
||||||
|
err = um_pci_device_register(&dev->pdev);
|
||||||
|
if (err) {
|
||||||
|
pr_err("Failed to register UM PCI device (%s), error %d\n",
|
||||||
|
dev->name, err);
|
||||||
|
goto free_intr_ctx;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
|
||||||
|
free_intr_ctx:
|
||||||
|
kfree(dev->intr_ctx);
|
||||||
|
free_msix:
|
||||||
|
kfree(dev->msix_data);
|
||||||
|
teardown_udev:
|
||||||
|
uml_vfio_user_teardown_device(&dev->udev);
|
||||||
|
release_group:
|
||||||
|
uml_vfio_release_group(dev->group);
|
||||||
|
free_dev:
|
||||||
|
list_del(&dev->list);
|
||||||
|
kfree(dev->name);
|
||||||
|
kfree(dev);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static void uml_vfio_release_device(struct uml_vfio_device *dev)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int i;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < dev->udev.irq_count; i++)
|
||||||
|
uml_vfio_deactivate_irq(dev, i);
|
||||||
|
uml_vfio_user_update_irqs(&dev->udev);
|
||||||
|
|
||||||
|
um_pci_device_unregister(&dev->pdev);
|
||||||
|
kfree(dev->intr_ctx);
|
||||||
|
kfree(dev->msix_data);
|
||||||
|
uml_vfio_user_teardown_device(&dev->udev);
|
||||||
|
uml_vfio_release_group(dev->group);
|
||||||
|
list_del(&dev->list);
|
||||||
|
kfree(dev->name);
|
||||||
|
kfree(dev);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int uml_vfio_cmdline_set(const char *device, const struct kernel_param *kp)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev;
|
||||||
|
int fd;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (uml_vfio_container.fd < 0) {
|
||||||
|
fd = uml_vfio_user_open_container();
|
||||||
|
if (fd < 0)
|
||||||
|
return fd;
|
||||||
|
uml_vfio_container.fd = fd;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
dev = kzalloc(sizeof(*dev), GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!dev)
|
||||||
|
return -ENOMEM;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->name = kstrdup(device, GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!dev->name) {
|
||||||
|
kfree(dev);
|
||||||
|
return -ENOMEM;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
list_add_tail(&dev->list, ¨_vfio_devices);
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int uml_vfio_cmdline_get(char *buffer, const struct kernel_param *kp)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static const struct kernel_param_ops uml_vfio_cmdline_param_ops = {
|
||||||
|
.set = uml_vfio_cmdline_set,
|
||||||
|
.get = uml_vfio_cmdline_get,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
device_param_cb(device, ¨_vfio_cmdline_param_ops, NULL, 0400);
|
||||||
|
__uml_help(uml_vfio_cmdline_param_ops,
|
||||||
|
"vfio_uml.device=<domain:bus:slot.function>\n"
|
||||||
|
" Pass through a PCI device to UML via VFIO. Currently, only MSI-X\n"
|
||||||
|
" capable devices are supported, and it is assumed that drivers will\n"
|
||||||
|
" use MSI-X. This parameter can be specified multiple times to pass\n"
|
||||||
|
" through multiple PCI devices to UML.\n\n"
|
||||||
|
);
|
||||||
|
|
||||||
|
static int __init uml_vfio_init(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev, *n;
|
||||||
|
|
||||||
|
sigio_broken();
|
||||||
|
|
||||||
|
/* If the opening fails, the device will be released. */
|
||||||
|
list_for_each_entry_safe(dev, n, ¨_vfio_devices, list)
|
||||||
|
uml_vfio_open_device(dev);
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
late_initcall(uml_vfio_init);
|
||||||
|
|
||||||
|
static void __exit uml_vfio_exit(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
struct uml_vfio_device *dev, *n;
|
||||||
|
|
||||||
|
list_for_each_entry_safe(dev, n, ¨_vfio_devices, list)
|
||||||
|
uml_vfio_release_device(dev);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (uml_vfio_container.fd >= 0)
|
||||||
|
os_close_file(uml_vfio_container.fd);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
module_exit(uml_vfio_exit);
|
||||||
327
arch/um/drivers/vfio_user.c
Normal file
327
arch/um/drivers/vfio_user.c
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,327 @@
|
||||||
|
// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* Copyright (C) 2025 Ant Group
|
||||||
|
* Author: Tiwei Bie <tiwei.btw@antgroup.com>
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
#include <errno.h>
|
||||||
|
#include <fcntl.h>
|
||||||
|
#include <unistd.h>
|
||||||
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
#include <stdint.h>
|
||||||
|
#include <stdlib.h>
|
||||||
|
#include <string.h>
|
||||||
|
#include <sys/ioctl.h>
|
||||||
|
#include <sys/eventfd.h>
|
||||||
|
#include <linux/limits.h>
|
||||||
|
#include <linux/vfio.h>
|
||||||
|
#include <linux/pci_regs.h>
|
||||||
|
#include <as-layout.h>
|
||||||
|
#include <um_malloc.h>
|
||||||
|
|
||||||
|
#include "vfio_user.h"
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_open_container(void)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int r, fd;
|
||||||
|
|
||||||
|
fd = open("/dev/vfio/vfio", O_RDWR);
|
||||||
|
if (fd < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
|
||||||
|
r = ioctl(fd, VFIO_GET_API_VERSION);
|
||||||
|
if (r != VFIO_API_VERSION) {
|
||||||
|
r = r < 0 ? -errno : -EINVAL;
|
||||||
|
goto error;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
r = ioctl(fd, VFIO_CHECK_EXTENSION, VFIO_TYPE1_IOMMU);
|
||||||
|
if (r <= 0) {
|
||||||
|
r = r < 0 ? -errno : -EINVAL;
|
||||||
|
goto error;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
return fd;
|
||||||
|
|
||||||
|
error:
|
||||||
|
close(fd);
|
||||||
|
return r;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_setup_iommu(int container)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
* This is a bit tricky. See the big comment in
|
||||||
|
* vhost_user_set_mem_table() in virtio_uml.c.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
unsigned long reserved = uml_reserved - uml_physmem;
|
||||||
|
struct vfio_iommu_type1_dma_map dma_map = {
|
||||||
|
.argsz = sizeof(dma_map),
|
||||||
|
.flags = VFIO_DMA_MAP_FLAG_READ | VFIO_DMA_MAP_FLAG_WRITE,
|
||||||
|
.vaddr = uml_reserved,
|
||||||
|
.iova = reserved,
|
||||||
|
.size = physmem_size - reserved,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ioctl(container, VFIO_SET_IOMMU, VFIO_TYPE1_IOMMU) < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ioctl(container, VFIO_IOMMU_MAP_DMA, &dma_map) < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_get_group_id(const char *device)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
char *path, *buf, *end;
|
||||||
|
const char *name;
|
||||||
|
int r;
|
||||||
|
|
||||||
|
path = uml_kmalloc(PATH_MAX, UM_GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!path)
|
||||||
|
return -ENOMEM;
|
||||||
|
|
||||||
|
sprintf(path, "/sys/bus/pci/devices/%s/iommu_group", device);
|
||||||
|
|
||||||
|
buf = uml_kmalloc(PATH_MAX + 1, UM_GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!buf) {
|
||||||
|
r = -ENOMEM;
|
||||||
|
goto free_path;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
r = readlink(path, buf, PATH_MAX);
|
||||||
|
if (r < 0) {
|
||||||
|
r = -errno;
|
||||||
|
goto free_buf;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
buf[r] = '\0';
|
||||||
|
|
||||||
|
name = basename(buf);
|
||||||
|
|
||||||
|
r = strtoul(name, &end, 10);
|
||||||
|
if (*end != '\0' || end == name) {
|
||||||
|
r = -EINVAL;
|
||||||
|
goto free_buf;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
free_buf:
|
||||||
|
kfree(buf);
|
||||||
|
free_path:
|
||||||
|
kfree(path);
|
||||||
|
return r;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_open_group(int group_id)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
char *path;
|
||||||
|
int fd;
|
||||||
|
|
||||||
|
path = uml_kmalloc(PATH_MAX, UM_GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!path)
|
||||||
|
return -ENOMEM;
|
||||||
|
|
||||||
|
sprintf(path, "/dev/vfio/%d", group_id);
|
||||||
|
|
||||||
|
fd = open(path, O_RDWR);
|
||||||
|
if (fd < 0) {
|
||||||
|
fd = -errno;
|
||||||
|
goto out;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
out:
|
||||||
|
kfree(path);
|
||||||
|
return fd;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_set_container(int container, int group)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (ioctl(group, VFIO_GROUP_SET_CONTAINER, &container) < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_unset_container(int container, int group)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (ioctl(group, VFIO_GROUP_UNSET_CONTAINER, &container) < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int vfio_set_irqs(int device, int start, int count, int *irqfd)
|
||||||
|
{
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||||||
|
struct vfio_irq_set *irq_set;
|
||||||
|
int argsz = sizeof(*irq_set) + sizeof(*irqfd) * count;
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||||||
|
int err = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
irq_set = uml_kmalloc(argsz, UM_GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!irq_set)
|
||||||
|
return -ENOMEM;
|
||||||
|
|
||||||
|
irq_set->argsz = argsz;
|
||||||
|
irq_set->flags = VFIO_IRQ_SET_DATA_EVENTFD | VFIO_IRQ_SET_ACTION_TRIGGER;
|
||||||
|
irq_set->index = VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX;
|
||||||
|
irq_set->start = start;
|
||||||
|
irq_set->count = count;
|
||||||
|
memcpy(irq_set->data, irqfd, sizeof(*irqfd) * count);
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ioctl(device, VFIO_DEVICE_SET_IRQS, irq_set) < 0) {
|
||||||
|
err = -errno;
|
||||||
|
goto out;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
out:
|
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|
kfree(irq_set);
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
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|
int uml_vfio_user_setup_device(struct uml_vfio_user_device *dev,
|
||||||
|
int group, const char *device)
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||||||
|
{
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||||||
|
struct vfio_device_info device_info = { .argsz = sizeof(device_info) };
|
||||||
|
struct vfio_irq_info irq_info = { .argsz = sizeof(irq_info) };
|
||||||
|
int err, i;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->device = ioctl(group, VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD, device);
|
||||||
|
if (dev->device < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (ioctl(dev->device, VFIO_DEVICE_GET_INFO, &device_info) < 0) {
|
||||||
|
err = -errno;
|
||||||
|
goto close_device;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->num_regions = device_info.num_regions;
|
||||||
|
if (dev->num_regions > VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX + 1)
|
||||||
|
dev->num_regions = VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX + 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->region = uml_kmalloc(sizeof(*dev->region) * dev->num_regions,
|
||||||
|
UM_GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!dev->region) {
|
||||||
|
err = -ENOMEM;
|
||||||
|
goto close_device;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (i = 0; i < dev->num_regions; i++) {
|
||||||
|
struct vfio_region_info region = {
|
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|
.argsz = sizeof(region),
|
||||||
|
.index = i,
|
||||||
|
};
|
||||||
|
if (ioctl(dev->device, VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO, ®ion) < 0) {
|
||||||
|
err = -errno;
|
||||||
|
goto free_region;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
dev->region[i].size = region.size;
|
||||||
|
dev->region[i].offset = region.offset;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
/* Only MSI-X is supported currently. */
|
||||||
|
irq_info.index = VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX;
|
||||||
|
if (ioctl(dev->device, VFIO_DEVICE_GET_IRQ_INFO, &irq_info) < 0) {
|
||||||
|
err = -errno;
|
||||||
|
goto free_region;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->irq_count = irq_info.count;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->irqfd = uml_kmalloc(sizeof(int) * dev->irq_count, UM_GFP_KERNEL);
|
||||||
|
if (!dev->irqfd) {
|
||||||
|
err = -ENOMEM;
|
||||||
|
goto free_region;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
memset(dev->irqfd, -1, sizeof(int) * dev->irq_count);
|
||||||
|
|
||||||
|
err = vfio_set_irqs(dev->device, 0, dev->irq_count, dev->irqfd);
|
||||||
|
if (err)
|
||||||
|
goto free_irqfd;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
free_irqfd:
|
||||||
|
kfree(dev->irqfd);
|
||||||
|
free_region:
|
||||||
|
kfree(dev->region);
|
||||||
|
close_device:
|
||||||
|
close(dev->device);
|
||||||
|
return err;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void uml_vfio_user_teardown_device(struct uml_vfio_user_device *dev)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
kfree(dev->irqfd);
|
||||||
|
kfree(dev->region);
|
||||||
|
close(dev->device);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_activate_irq(struct uml_vfio_user_device *dev, int index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int irqfd;
|
||||||
|
|
||||||
|
irqfd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
|
||||||
|
if (irqfd < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
|
||||||
|
dev->irqfd[index] = irqfd;
|
||||||
|
return irqfd;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void uml_vfio_user_deactivate_irq(struct uml_vfio_user_device *dev, int index)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
close(dev->irqfd[index]);
|
||||||
|
dev->irqfd[index] = -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_update_irqs(struct uml_vfio_user_device *dev)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vfio_set_irqs(dev->device, 0, dev->irq_count, dev->irqfd);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int vfio_region_read(struct uml_vfio_user_device *dev, unsigned int index,
|
||||||
|
uint64_t offset, void *buf, uint64_t size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (index >= dev->num_regions || offset + size > dev->region[index].size)
|
||||||
|
return -EINVAL;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pread(dev->device, buf, size, dev->region[index].offset + offset) < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static int vfio_region_write(struct uml_vfio_user_device *dev, unsigned int index,
|
||||||
|
uint64_t offset, const void *buf, uint64_t size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (index >= dev->num_regions || offset + size > dev->region[index].size)
|
||||||
|
return -EINVAL;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (pwrite(dev->device, buf, size, dev->region[index].offset + offset) < 0)
|
||||||
|
return -errno;
|
||||||
|
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_cfgspace_read(struct uml_vfio_user_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, void *buf, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vfio_region_read(dev, VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX,
|
||||||
|
offset, buf, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_cfgspace_write(struct uml_vfio_user_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, const void *buf, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vfio_region_write(dev, VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX,
|
||||||
|
offset, buf, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_bar_read(struct uml_vfio_user_device *dev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, void *buf, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vfio_region_read(dev, bar, offset, buf, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_bar_write(struct uml_vfio_user_device *dev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, const void *buf, int size)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return vfio_region_write(dev, bar, offset, buf, size);
|
||||||
|
}
|
||||||
44
arch/um/drivers/vfio_user.h
Normal file
44
arch/um/drivers/vfio_user.h
Normal file
|
|
@ -0,0 +1,44 @@
|
||||||
|
/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
|
||||||
|
#ifndef __UM_VFIO_USER_H
|
||||||
|
#define __UM_VFIO_USER_H
|
||||||
|
|
||||||
|
struct uml_vfio_user_device {
|
||||||
|
int device;
|
||||||
|
|
||||||
|
struct {
|
||||||
|
uint64_t size;
|
||||||
|
uint64_t offset;
|
||||||
|
} *region;
|
||||||
|
int num_regions;
|
||||||
|
|
||||||
|
int32_t *irqfd;
|
||||||
|
int irq_count;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_open_container(void);
|
||||||
|
int uml_vfio_user_setup_iommu(int container);
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_get_group_id(const char *device);
|
||||||
|
int uml_vfio_user_open_group(int group_id);
|
||||||
|
int uml_vfio_user_set_container(int container, int group);
|
||||||
|
int uml_vfio_user_unset_container(int container, int group);
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_setup_device(struct uml_vfio_user_device *dev,
|
||||||
|
int group, const char *device);
|
||||||
|
void uml_vfio_user_teardown_device(struct uml_vfio_user_device *dev);
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_activate_irq(struct uml_vfio_user_device *dev, int index);
|
||||||
|
void uml_vfio_user_deactivate_irq(struct uml_vfio_user_device *dev, int index);
|
||||||
|
int uml_vfio_user_update_irqs(struct uml_vfio_user_device *dev);
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_cfgspace_read(struct uml_vfio_user_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, void *buf, int size);
|
||||||
|
int uml_vfio_user_cfgspace_write(struct uml_vfio_user_device *dev,
|
||||||
|
unsigned int offset, const void *buf, int size);
|
||||||
|
|
||||||
|
int uml_vfio_user_bar_read(struct uml_vfio_user_device *dev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, void *buf, int size);
|
||||||
|
int uml_vfio_user_bar_write(struct uml_vfio_user_device *dev, int bar,
|
||||||
|
unsigned int offset, const void *buf, int size);
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif /* __UM_VFIO_USER_H */
|
||||||
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