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 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) + (i << pr->log2_page_size);
  56           dm.size = 1 << 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             {
  63               vlib_log_err (lvm->log_default, "map DMA va:0x%lx iova:%lx "
  64                             "size:0x%lx failed, error %s (errno %d)",
  65                             dm.vaddr, dm.iova, dm.size, strerror (errno),
  66                             errno);
  67               return rv;
  68             }
  69         }
  70     });
  71   /* *INDENT-ON* */
  72   return 0;
  73 }
  74
  75 void
  76 linux_vfio_dma_map_regions (vlib_main_t * vm)
  77 {
  78   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
  79
  80   if (lvm->container_fd != -1)
  81     map_regions (vm, lvm->container_fd);
  82 }
  83
  84 static linux_pci_vfio_iommu_group_t *
  85 get_vfio_iommu_group (int group)
  86 {
  87   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
  88   uword *p;
  89
  90   p = hash_get (lvm->iommu_pool_index_by_group, group);
  91
  92   return p ? pool_elt_at_index (lvm->iommu_groups, p[0]) : 0;
  93 }
  94
  95 static clib_error_t *
  96 open_vfio_iommu_group (int group, int is_noiommu)
  97 {
  98   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
  99   linux_pci_vfio_iommu_group_t *g;
 100   clib_error_t *err = 0;
 101   struct vfio_group_status group_status;
 102   u8 *s = 0;
 103   int fd;
 104
 105   g = get_vfio_iommu_group (group);
 106   if (g)
 107     {
 108       g->refcnt++;
 109       return 0;
 110     }
 111   s = format (s, "/dev/vfio/%s%u%c", is_noiommu ? "noiommu-" : "", group, 0);
 112   fd = open ((char *) s, O_RDWR);
 113   if (fd < 0)
 114     return clib_error_return_unix (0, "open '%s'", s);
 115
 116   group_status.argsz = sizeof (group_status);
 117   if (ioctl (fd, VFIO_GROUP_GET_STATUS, &group_status) < 0)
 118     {
 119       err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_GROUP_GET_STATUS) '%s'",
 120                                     s);
 121       goto error;
 122     }
 123
 124   if (!(group_status.flags & VFIO_GROUP_FLAGS_VIABLE))
 125     {
 126       err = clib_error_return (0, "iommu group %d is not viable (not all "
 127                                "devices in this group bound to vfio-pci)",
 128                                group);
 129       goto error;
 130     }
 131
 132   if (ioctl (fd, VFIO_GROUP_SET_CONTAINER, &lvm->container_fd) < 0)
 133     {
 134       err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_GROUP_SET_CONTAINER) '%s'",
 135                                     s);
 136       goto error;
 137     }
 138
 139   if (lvm->iommu_mode == 0)
 140     {
 141       if (is_noiommu)
 142         lvm->iommu_mode = VFIO_NOIOMMU_IOMMU;
 143       else
 144         lvm->iommu_mode = VFIO_TYPE1_IOMMU;
 145
 146       if (ioctl (lvm->container_fd, VFIO_SET_IOMMU, lvm->iommu_mode) < 0)
 147         {
 148           err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_SET_IOMMU) "
 149                                         "'/dev/vfio/vfio'");
 150           goto error;
 151         }
 152     }
 153
 154
 155   pool_get (lvm->iommu_groups, g);
 156   g->fd = fd;
 157   g->refcnt = 1;
 158   hash_set (lvm->iommu_pool_index_by_group, group, g - lvm->iommu_groups);
 159   vec_free (s);
 160   return 0;
 161 error:
 162   close (fd);
 163   return err;
 164 }
 165
 166 clib_error_t *
 167 linux_vfio_group_get_device_fd (vlib_pci_addr_t * addr, int *fdp)
 168 {
 169   clib_error_t *err = 0;
 170   linux_pci_vfio_iommu_group_t *g;
 171   u8 *s = 0;
 172   int iommu_group;
 173   u8 *tmpstr;
 174   int fd;
 175   int is_noiommu = 0;
 176
 177   s = format (s, "/sys/bus/pci/devices/%U/iommu_group", format_vlib_pci_addr,
 178               addr);
 179   tmpstr = clib_sysfs_link_to_name ((char *) s);
 180   if (tmpstr)
 181     {
 182       iommu_group = atoi ((char *) tmpstr);
 183       vec_free (tmpstr);
 184     }
 185   else
 186     {
 187       err = clib_error_return (0, "Cannot find IOMMU group for PCI device ",
 188                                "'%U'", format_vlib_pci_addr, addr);
 189       goto error;
 190     }
 191   vec_reset_length (s);
 192
 193   s =
 194     format (s, "/sys/bus/pci/devices/%U/iommu_group/name",
 195             format_vlib_pci_addr, addr);
 196   err = clib_sysfs_read ((char *) s, "%s", &tmpstr);
 197   if (err == 0)
 198     {
 199       if (strncmp ((char *) tmpstr, "vfio-noiommu", 12) == 0)
 200         is_noiommu = 1;
 201       vec_free (tmpstr);
 202     }
 203   else
 204     clib_error_free (err);
 205   vec_reset_length (s);
 206   if ((err = open_vfio_iommu_group (iommu_group, is_noiommu)))
 207     return err;
 208
 209   g = get_vfio_iommu_group (iommu_group);
 210
 211   s = format (s, "%U%c", format_vlib_pci_addr, addr, 0);
 212   if ((fd = ioctl (g->fd, VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD, (char *) s)) < 0)
 213     {
 214       err = clib_error_return_unix (0, "ioctl(VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD) '%U'",
 215                                     format_vlib_pci_addr, addr);
 216       goto error;
 217     }
 218   vec_reset_length (s);
 219
 220   *fdp = fd;
 221
 222 error:
 223   vec_free (s);
 224   return err;
 225 }
 226
 227 clib_error_t *
 228 linux_vfio_init (vlib_main_t * vm)
 229 {
 230   linux_vfio_main_t *lvm = &vfio_main;
 231   int fd;
 232
 233   lvm->log_default = vlib_log_register_class ("vfio", 0);
 234
 235   fd = open ("/dev/vfio/vfio", O_RDWR);
 236
 237   /* check if iommu is available */
 238   if (fd != -1)
 239     {
 240       if (ioctl (fd, VFIO_GET_API_VERSION) != VFIO_API_VERSION)
 241         {
 242           close (fd);
 243           fd = -1;
 244         }
 245       else
 246         {
 247           if (ioctl (fd, VFIO_CHECK_EXTENSION, VFIO_TYPE1_IOMMU) == 1)
 248             {
 249               lvm->flags |= LINUX_VFIO_F_HAVE_IOMMU;
 250               vlib_log_info (lvm->log_default, "type 1 IOMMU mode supported");
 251             }
 252           if (ioctl (fd, VFIO_CHECK_EXTENSION, VFIO_NOIOMMU_IOMMU) == 1)
 253             {
 254               lvm->flags |= LINUX_VFIO_F_HAVE_NOIOMMU;
 255               vlib_log_info (lvm->log_default, "NOIOMMU mode supported");
 256             }
 257         }
 258     }
 259
 260   lvm->iommu_pool_index_by_group = hash_create (0, sizeof (uword));
 261   lvm->container_fd = fd;
 262   return 0;
 263 }
 264
 265 /*
 266  * fd.io coding-style-patch-verification: ON
 267  *
 268  * Local Variables:
 269  * eval: (c-set-style "gnu")
 270  * End:
 271  */