src/vlib/linux/vfio.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2018 Cisco and/or its affiliates.
   3  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   4  * you may not use this file except in compliance with the License.
   5  * You may obtain a copy of the License at:
   6  *
   7  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   8  *
   9  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  10  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  11  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  12  * See the License for the specific language governing permissions and
  13  * limitations under the License.
  14  */
  15
  16 #include <unistd.h>
  17 #include <sys/types.h>
  18 #include <sys/stat.h>
  19 #include <fcntl.h>
  20 #include <linux/vfio.h>
  21 #include <sys/ioctl.h>
  22
  23 #include <vppinfra/linux/sysfs.h>
  24
  25 #include <vlib/vlib.h>
  26 #include <vlib/unix/unix.h>
  27 #include <vlib/pci/pci.h>
  28 #include <vlib/linux/vfio.h>
  29 #include <vlib/physmem.h>
  30
  31 #ifndef VFIO_NOIOMMU_IOMMU
  32 #define VFIO_NOIOMMU_IOMMU 8
  33 #endif
  34
  35 linux_vfio_main_t vfio_main;
  36
  37 static int
  38 vfio_map_regions (vlib_main_t * vm, int fd)
  39 {
  40   vlib_physmem_main_t *vpm = &physmem_main;
  41   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
  42   vlib_physmem_region_t *pr;
  43   struct vfio_iommu_type1_dma_map dm = { 0 };
  44   int i;
  45
  46   dm.argsz = sizeof (struct vfio_iommu_type1_dma_map);
  47   dm.flags = VFIO_DMA_MAP_FLAG_READ | VFIO_DMA_MAP_FLAG_WRITE;
  48
  49   /* *INDENT-OFF* */
  50   pool_foreach (pr, vpm->regions,
  51     {
  52       vec_foreach_index (i, pr->page_table)
  53         {
  54           int rv;
  55           dm.vaddr = pointer_to_uword (pr->mem) + ((u64)i << pr->log2_page_size);
  56           dm.size = 1ull << pr->log2_page_size;
  57           dm.iova = dm.vaddr;
  58           vlib_log_debug (lvm->log_default, "map DMA va:0x%lx iova:%lx "
  59                           "size:0x%lx", dm.vaddr, dm.iova, dm.size);
  60
  61           if ((rv = ioctl (fd, VFIO_IOMMU_MAP_DMA, &dm)) &&
  62               errno != EINVAL)
  63             {
  64               vlib_log_err (lvm->log_default, "map DMA va:0x%lx iova:%lx "
  65                             "size:0x%lx failed, error %s (errno %d)",
  66                             dm.vaddr, dm.iova, dm.size, strerror (errno),
  67                             errno);
  68               return rv;
  69             }
  70         }
  71     });
  72   /* *INDENT-ON* */
  73   return 0;
  74 }
  75
  76 void
  77 linux_vfio_dma_map_regions (vlib_main_t * vm)
  78 {
  79   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
  80
  81   if (lvm->container_fd != -1)
  82     vfio_map_regions (vm, lvm->container_fd);
  83 }
  84
  85 static linux_pci_vfio_iommu_group_t *
  86 get_vfio_iommu_group (int group)
  87 {
  88   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
  89   uword *p;
  90
  91   p = hash_get (lvm->iommu_pool_index_by_group, group);
  92
  93   return p ? pool_elt_at_index (lvm->iommu_groups, p[0]) : 0;
  94 }
  95
  96 static clib_error_t *
  97 open_vfio_iommu_group (int group, int is_noiommu)
  98 {
  99   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
 100   linux_pci_vfio_iommu_group_t *g;
 101   clib_error_t *err = 0;
 102   struct vfio_group_status group_status;
 103   u8 *s = 0;
 104   int fd;
 105
 106   if (lvm->container_fd == -1)
 107     {
 108       if ((fd = open ("/dev/vfio/vfio", O_RDWR)) == -1)
 109         return clib_error_return_unix (0, "failed to open VFIO container");
 110
 111       if (ioctl (fd, VFIO_GET_API_VERSION) != VFIO_API_VERSION)
 112         {
 113           close (fd);
 114           return clib_error_return_unix (0, "incompatible VFIO version");
 115         }
 116
 117       lvm->iommu_pool_index_by_group = hash_create (0, sizeof (uword));
 118       lvm->container_fd = fd;
 119     }
 120
 121   g = get_vfio_iommu_group (group);
 122   if (g)
 123     {
 124       g->refcnt++;
 125       return 0;
 126     }
 127   s = format (s, "/dev/vfio/%s%u%c", is_noiommu ? "noiommu-" : "", group, 0);
 128   fd = open ((char *) s, O_RDWR);
 129   if (fd < 0)
 130     return clib_error_return_unix (0, "open '%s'", s);
 131
 132   group_status.argsz = sizeof (group_status);
 133   if (ioctl (fd, VFIO_GROUP_GET_STATUS, &group_status) < 0)
 134     {
 135       err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_GROUP_GET_STATUS) '%s'",
 136                                     s);
 137       goto error;
 138     }
 139
 140   if (!(group_status.flags & VFIO_GROUP_FLAGS_VIABLE))
 141     {
 142       err = clib_error_return (0, "iommu group %d is not viable (not all "
 143                                "devices in this group bound to vfio-pci)",
 144                                group);
 145       goto error;
 146     }
 147
 148   if (ioctl (fd, VFIO_GROUP_SET_CONTAINER, &lvm->container_fd) < 0)
 149     {
 150       err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_GROUP_SET_CONTAINER) '%s'",
 151                                     s);
 152       goto error;
 153     }
 154
 155   if (lvm->iommu_mode == 0)
 156     {
 157       if (is_noiommu)
 158         lvm->iommu_mode = VFIO_NOIOMMU_IOMMU;
 159       else
 160         lvm->iommu_mode = VFIO_TYPE1_IOMMU;
 161
 162       if (ioctl (lvm->container_fd, VFIO_SET_IOMMU, lvm->iommu_mode) < 0)
 163         {
 164           err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_SET_IOMMU) "
 165                                         "'/dev/vfio/vfio'");
 166           goto error;
 167         }
 168     }
 169
 170
 171   pool_get (lvm->iommu_groups, g);
 172   g->fd = fd;
 173   g->refcnt = 1;
 174   hash_set (lvm->iommu_pool_index_by_group, group, g - lvm->iommu_groups);
 175   vec_free (s);
 176   return 0;
 177 error:
 178   close (fd);
 179   return err;
 180 }
 181
 182 clib_error_t *
 183 linux_vfio_group_get_device_fd (vlib_pci_addr_t * addr, int *fdp,
 184                                 int *is_noiommu)
 185 {
 186   clib_error_t *err = 0;
 187   linux_pci_vfio_iommu_group_t *g;
 188   u8 *s = 0;
 189   int iommu_group;
 190   u8 *tmpstr;
 191   int fd;
 192
 193   *is_noiommu = 0;
 194   s = format (s, "/sys/bus/pci/devices/%U/iommu_group", format_vlib_pci_addr,
 195               addr);
 196   tmpstr = clib_sysfs_link_to_name ((char *) s);
 197   if (tmpstr)
 198     {
 199       iommu_group = atoi ((char *) tmpstr);
 200       vec_free (tmpstr);
 201     }
 202   else
 203     {
 204       err = clib_error_return (0, "Cannot find IOMMU group for PCI device ",
 205                                "'%U'", format_vlib_pci_addr, addr);
 206       goto error;
 207     }
 208   vec_reset_length (s);
 209
 210   s = format (s, "/sys/bus/pci/devices/%U/iommu_group/name",
 211               format_vlib_pci_addr, addr);
 212   err = clib_sysfs_read ((char *) s, "%s", &tmpstr);
 213   if (err == 0)
 214     {
 215       if (strncmp ((char *) tmpstr, "vfio-noiommu", 12) == 0)
 216         *is_noiommu = 1;
 217
 218       vec_free (tmpstr);
 219     }
 220   else
 221     clib_error_free (err);
 222   vec_reset_length (s);
 223   if ((err = open_vfio_iommu_group (iommu_group, *is_noiommu)))
 224     return err;
 225
 226   g = get_vfio_iommu_group (iommu_group);
 227
 228   s = format (s, "%U%c", format_vlib_pci_addr, addr, 0);
 229   if ((fd = ioctl (g->fd, VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD, (char *) s)) < 0)
 230     {
 231       err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD) '%U'",
 232                                     format_vlib_pci_addr, addr);
 233       goto error;
 234     }
 235   vec_reset_length (s);
 236
 237   *fdp = fd;
 238
 239 error:
 240   vec_free (s);
 241   return err;
 242 }
 243
 244 clib_error_t *
 245 linux_vfio_init (vlib_main_t * vm)
 246 {
 247   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
 248
 249   lvm->log_default = vlib_log_register_class ("vfio", 0);
 250   lvm->container_fd = -1;
 251
 252   return 0;
 253 }
 254
 255 /*
 256  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 257  *
 258  * Local Variables:
 259  * eval: (c-set-style "gnu")
 260  * End:
 261  */