lib/librte_eal/linuxapp/eal/eal_pci_vfio.c

   1 /*-
   2  *   BSD LICENSE
   3  *
   4  *   Copyright(c) 2010-2014 Intel Corporation. All rights reserved.
   5  *   All rights reserved.
   6  *
   7  *   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  *   modification, are permitted provided that the following conditions
   9  *   are met:
  10  *
  11  *     * Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  *     * Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *       notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  15  *       the documentation and/or other materials provided with the
  16  *       distribution.
  17  *     * Neither the name of Intel Corporation nor the names of its
  18  *       contributors may be used to endorse or promote products derived
  19  *       from this software without specific prior written permission.
  20  *
  21  *   THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  22  *   "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  23  *   LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  24  *   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  25  *   OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
  26  *   SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  27  *   LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
  28  *   DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
  29  *   THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
  30  *   (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
  31  *   OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 #include <string.h>
  35 #include <fcntl.h>
  36 #include <linux/pci_regs.h>
  37 #include <sys/eventfd.h>
  38 #include <sys/socket.h>
  39 #include <sys/ioctl.h>
  40 #include <sys/mman.h>
  41
  42 #include <rte_log.h>
  43 #include <rte_pci.h>
  44 #include <rte_eal_memconfig.h>
  45 #include <rte_malloc.h>
  46 #include <eal_private.h>
  47
  48 #include "eal_filesystem.h"
  49 #include "eal_pci_init.h"
  50 #include "eal_vfio.h"
  51
  52 /**
  53  * @file
  54  * PCI probing under linux (VFIO version)
  55  *
  56  * This code tries to determine if the PCI device is bound to VFIO driver,
  57  * and initialize it (map BARs, set up interrupts) if that's the case.
  58  *
  59  * This file is only compiled if CONFIG_RTE_EAL_VFIO is set to "y".
  60  */
  61
  62 #ifdef VFIO_PRESENT
  63
  64 #define PAGE_SIZE   (sysconf(_SC_PAGESIZE))
  65 #define PAGE_MASK   (~(PAGE_SIZE - 1))
  66
  67 static struct rte_tailq_elem rte_vfio_tailq = {
  68         .name = "VFIO_RESOURCE_LIST",
  69 };
  70 EAL_REGISTER_TAILQ(rte_vfio_tailq)
  71
  72 #define VFIO_DIR "/dev/vfio"
  73 #define VFIO_CONTAINER_PATH "/dev/vfio/vfio"
  74 #define VFIO_GROUP_FMT "/dev/vfio/%u"
  75 #define VFIO_NOIOMMU_GROUP_FMT "/dev/vfio/noiommu-%u"
  76 #define VFIO_GET_REGION_ADDR(x) ((uint64_t) x << 40ULL)
  77
  78 /* per-process VFIO config */
  79 static struct vfio_config vfio_cfg;
  80
  81 /* DMA mapping function prototype.
  82  * Takes VFIO container fd as a parameter.
  83  * Returns 0 on success, -1 on error.
  84  * */
  85 typedef int (*vfio_dma_func_t)(int);
  86
  87 struct vfio_iommu_type {
  88         int type_id;
  89         const char *name;
  90         vfio_dma_func_t dma_map_func;
  91 };
  92
  93 static int vfio_type1_dma_map(int);
  94 static int vfio_noiommu_dma_map(int);
  95
  96 /* IOMMU types we support */
  97 static const struct vfio_iommu_type iommu_types[] = {
  98         /* x86 IOMMU, otherwise known as type 1 */
  99         { RTE_VFIO_TYPE1, "Type 1", &vfio_type1_dma_map},
 100         /* IOMMU-less mode */
 101         { RTE_VFIO_NOIOMMU, "No-IOMMU", &vfio_noiommu_dma_map},
 102 };
 103
 104 int
 105 vfio_type1_dma_map(int vfio_container_fd)
 106 {
 107         const struct rte_memseg *ms = rte_eal_get_physmem_layout();
 108         int i, ret;
 109
 110         /* map all DPDK segments for DMA. use 1:1 PA to IOVA mapping */
 111         for (i = 0; i < RTE_MAX_MEMSEG; i++) {
 112                 struct vfio_iommu_type1_dma_map dma_map;
 113
 114                 if (ms[i].addr == NULL)
 115                         break;
 116
 117                 memset(&dma_map, 0, sizeof(dma_map));
 118                 dma_map.argsz = sizeof(struct vfio_iommu_type1_dma_map);
 119                 dma_map.vaddr = ms[i].addr_64;
 120                 dma_map.size = ms[i].len;
 121                 dma_map.iova = ms[i].phys_addr;
 122                 dma_map.flags = VFIO_DMA_MAP_FLAG_READ | VFIO_DMA_MAP_FLAG_WRITE;
 123
 124                 ret = ioctl(vfio_container_fd, VFIO_IOMMU_MAP_DMA, &dma_map);
 125
 126                 if (ret) {
 127                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot set up DMA remapping, "
 128                                         "error %i (%s)\n", errno, strerror(errno));
 129                         return -1;
 130                 }
 131         }
 132
 133         return 0;
 134 }
 135
 136 int
 137 vfio_noiommu_dma_map(int __rte_unused vfio_container_fd)
 138 {
 139         /* No-IOMMU mode does not need DMA mapping */
 140         return 0;
 141 }
 142
 143 int
 144 pci_vfio_read_config(const struct rte_intr_handle *intr_handle,
 145                     void *buf, size_t len, off_t offs)
 146 {
 147         return pread64(intr_handle->vfio_dev_fd, buf, len,
 148                VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) + offs);
 149 }
 150
 151 int
 152 pci_vfio_write_config(const struct rte_intr_handle *intr_handle,
 153                     const void *buf, size_t len, off_t offs)
 154 {
 155         return pwrite64(intr_handle->vfio_dev_fd, buf, len,
 156                VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) + offs);
 157 }
 158
 159 /* get PCI BAR number where MSI-X interrupts are */
 160 static int
 161 pci_vfio_get_msix_bar(int fd, int *msix_bar, uint32_t *msix_table_offset,
 162                       uint32_t *msix_table_size)
 163 {
 164         int ret;
 165         uint32_t reg;
 166         uint16_t flags;
 167         uint8_t cap_id, cap_offset;
 168
 169         /* read PCI capability pointer from config space */
 170         ret = pread64(fd, &reg, sizeof(reg),
 171                         VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) +
 172                         PCI_CAPABILITY_LIST);
 173         if (ret != sizeof(reg)) {
 174                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot read capability pointer from PCI "
 175                                 "config space!\n");
 176                 return -1;
 177         }
 178
 179         /* we need first byte */
 180         cap_offset = reg & 0xFF;
 181
 182         while (cap_offset) {
 183
 184                 /* read PCI capability ID */
 185                 ret = pread64(fd, &reg, sizeof(reg),
 186                                 VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) +
 187                                 cap_offset);
 188                 if (ret != sizeof(reg)) {
 189                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot read capability ID from PCI "
 190                                         "config space!\n");
 191                         return -1;
 192                 }
 193
 194                 /* we need first byte */
 195                 cap_id = reg & 0xFF;
 196
 197                 /* if we haven't reached MSI-X, check next capability */
 198                 if (cap_id != PCI_CAP_ID_MSIX) {
 199                         ret = pread64(fd, &reg, sizeof(reg),
 200                                         VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) +
 201                                         cap_offset);
 202                         if (ret != sizeof(reg)) {
 203                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot read capability pointer from PCI "
 204                                                 "config space!\n");
 205                                 return -1;
 206                         }
 207
 208                         /* we need second byte */
 209                         cap_offset = (reg & 0xFF00) >> 8;
 210
 211                         continue;
 212                 }
 213                 /* else, read table offset */
 214                 else {
 215                         /* table offset resides in the next 4 bytes */
 216                         ret = pread64(fd, &reg, sizeof(reg),
 217                                         VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) +
 218                                         cap_offset + 4);
 219                         if (ret != sizeof(reg)) {
 220                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot read table offset from PCI config "
 221                                                 "space!\n");
 222                                 return -1;
 223                         }
 224
 225                         ret = pread64(fd, &flags, sizeof(flags),
 226                                         VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) +
 227                                         cap_offset + 2);
 228                         if (ret != sizeof(flags)) {
 229                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot read table flags from PCI config "
 230                                                 "space!\n");
 231                                 return -1;
 232                         }
 233
 234                         *msix_bar = reg & RTE_PCI_MSIX_TABLE_BIR;
 235                         *msix_table_offset = reg & RTE_PCI_MSIX_TABLE_OFFSET;
 236                         *msix_table_size = 16 * (1 + (flags & RTE_PCI_MSIX_FLAGS_QSIZE));
 237
 238                         return 0;
 239                 }
 240         }
 241         return 0;
 242 }
 243
 244 /* set PCI bus mastering */
 245 static int
 246 pci_vfio_set_bus_master(int dev_fd)
 247 {
 248         uint16_t reg;
 249         int ret;
 250
 251         ret = pread64(dev_fd, &reg, sizeof(reg),
 252                         VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) +
 253                         PCI_COMMAND);
 254         if (ret != sizeof(reg)) {
 255                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot read command from PCI config space!\n");
 256                 return -1;
 257         }
 258
 259         /* set the master bit */
 260         reg |= PCI_COMMAND_MASTER;
 261
 262         ret = pwrite64(dev_fd, &reg, sizeof(reg),
 263                         VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX) +
 264                         PCI_COMMAND);
 265
 266         if (ret != sizeof(reg)) {
 267                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot write command to PCI config space!\n");
 268                 return -1;
 269         }
 270
 271         return 0;
 272 }
 273
 274 /* pick IOMMU type. returns a pointer to vfio_iommu_type or NULL for error */
 275 static const struct vfio_iommu_type *
 276 pci_vfio_set_iommu_type(int vfio_container_fd) {
 277         unsigned idx;
 278         for (idx = 0; idx < RTE_DIM(iommu_types); idx++) {
 279                 const struct vfio_iommu_type *t = &iommu_types[idx];
 280
 281                 int ret = ioctl(vfio_container_fd, VFIO_SET_IOMMU,
 282                                 t->type_id);
 283                 if (!ret) {
 284                         RTE_LOG(NOTICE, EAL, "  using IOMMU type %d (%s)\n",
 285                                         t->type_id, t->name);
 286                         return t;
 287                 }
 288                 /* not an error, there may be more supported IOMMU types */
 289                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "  set IOMMU type %d (%s) failed, "
 290                                 "error %i (%s)\n", t->type_id, t->name, errno,
 291                                 strerror(errno));
 292         }
 293         /* if we didn't find a suitable IOMMU type, fail */
 294         return NULL;
 295 }
 296
 297 /* check if we have any supported extensions */
 298 static int
 299 pci_vfio_has_supported_extensions(int vfio_container_fd) {
 300         int ret;
 301         unsigned idx, n_extensions = 0;
 302         for (idx = 0; idx < RTE_DIM(iommu_types); idx++) {
 303                 const struct vfio_iommu_type *t = &iommu_types[idx];
 304
 305                 ret = ioctl(vfio_container_fd, VFIO_CHECK_EXTENSION,
 306                                 t->type_id);
 307                 if (ret < 0) {
 308                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  could not get IOMMU type, "
 309                                 "error %i (%s)\n", errno,
 310                                 strerror(errno));
 311                         close(vfio_container_fd);
 312                         return -1;
 313                 } else if (ret == 1) {
 314                         /* we found a supported extension */
 315                         n_extensions++;
 316                 }
 317                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "  IOMMU type %d (%s) is %s\n",
 318                                 t->type_id, t->name,
 319                                 ret ? "supported" : "not supported");
 320         }
 321
 322         /* if we didn't find any supported IOMMU types, fail */
 323         if (!n_extensions) {
 324                 close(vfio_container_fd);
 325                 return -1;
 326         }
 327
 328         return 0;
 329 }
 330
 331 /* set up interrupt support (but not enable interrupts) */
 332 static int
 333 pci_vfio_setup_interrupts(struct rte_pci_device *dev, int vfio_dev_fd)
 334 {
 335         int i, ret, intr_idx;
 336
 337         /* default to invalid index */
 338         intr_idx = VFIO_PCI_NUM_IRQS;
 339
 340         /* get interrupt type from internal config (MSI-X by default, can be
 341          * overriden from the command line
 342          */
 343         switch (internal_config.vfio_intr_mode) {
 344         case RTE_INTR_MODE_MSIX:
 345                 intr_idx = VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX;
 346                 break;
 347         case RTE_INTR_MODE_MSI:
 348                 intr_idx = VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX;
 349                 break;
 350         case RTE_INTR_MODE_LEGACY:
 351                 intr_idx = VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX;
 352                 break;
 353         /* don't do anything if we want to automatically determine interrupt type */
 354         case RTE_INTR_MODE_NONE:
 355                 break;
 356         default:
 357                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  unknown default interrupt type!\n");
 358                 return -1;
 359         }
 360
 361         /* start from MSI-X interrupt type */
 362         for (i = VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX; i >= 0; i--) {
 363                 struct vfio_irq_info irq = { .argsz = sizeof(irq) };
 364                 int fd = -1;
 365
 366                 /* skip interrupt modes we don't want */
 367                 if (internal_config.vfio_intr_mode != RTE_INTR_MODE_NONE &&
 368                                 i != intr_idx)
 369                         continue;
 370
 371                 irq.index = i;
 372
 373                 ret = ioctl(vfio_dev_fd, VFIO_DEVICE_GET_IRQ_INFO, &irq);
 374                 if (ret < 0) {
 375                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot get IRQ info, "
 376                                         "error %i (%s)\n", errno, strerror(errno));
 377                         return -1;
 378                 }
 379
 380                 /* if this vector cannot be used with eventfd, fail if we explicitly
 381                  * specified interrupt type, otherwise continue */
 382                 if ((irq.flags & VFIO_IRQ_INFO_EVENTFD) == 0) {
 383                         if (internal_config.vfio_intr_mode != RTE_INTR_MODE_NONE) {
 384                                 RTE_LOG(ERR, EAL,
 385                                                 "  interrupt vector does not support eventfd!\n");
 386                                 return -1;
 387                         } else
 388                                 continue;
 389                 }
 390
 391                 /* set up an eventfd for interrupts */
 392                 fd = eventfd(0, EFD_NONBLOCK | EFD_CLOEXEC);
 393                 if (fd < 0) {
 394                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot set up eventfd, "
 395                                         "error %i (%s)\n", errno, strerror(errno));
 396                         return -1;
 397                 }
 398
 399                 dev->intr_handle.fd = fd;
 400                 dev->intr_handle.vfio_dev_fd = vfio_dev_fd;
 401
 402                 switch (i) {
 403                 case VFIO_PCI_MSIX_IRQ_INDEX:
 404                         internal_config.vfio_intr_mode = RTE_INTR_MODE_MSIX;
 405                         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_VFIO_MSIX;
 406                         break;
 407                 case VFIO_PCI_MSI_IRQ_INDEX:
 408                         internal_config.vfio_intr_mode = RTE_INTR_MODE_MSI;
 409                         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_VFIO_MSI;
 410                         break;
 411                 case VFIO_PCI_INTX_IRQ_INDEX:
 412                         internal_config.vfio_intr_mode = RTE_INTR_MODE_LEGACY;
 413                         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_VFIO_LEGACY;
 414                         break;
 415                 default:
 416                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  unknown interrupt type!\n");
 417                         return -1;
 418                 }
 419
 420                 return 0;
 421         }
 422
 423         /* if we're here, we haven't found a suitable interrupt vector */
 424         return -1;
 425 }
 426
 427 /* open container fd or get an existing one */
 428 int
 429 pci_vfio_get_container_fd(void)
 430 {
 431         int ret, vfio_container_fd;
 432
 433         /* if we're in a primary process, try to open the container */
 434         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY) {
 435                 vfio_container_fd = open(VFIO_CONTAINER_PATH, O_RDWR);
 436                 if (vfio_container_fd < 0) {
 437                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot open VFIO container, "
 438                                         "error %i (%s)\n", errno, strerror(errno));
 439                         return -1;
 440                 }
 441
 442                 /* check VFIO API version */
 443                 ret = ioctl(vfio_container_fd, VFIO_GET_API_VERSION);
 444                 if (ret != VFIO_API_VERSION) {
 445                         if (ret < 0)
 446                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  could not get VFIO API version, "
 447                                                 "error %i (%s)\n", errno, strerror(errno));
 448                         else
 449                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  unsupported VFIO API version!\n");
 450                         close(vfio_container_fd);
 451                         return -1;
 452                 }
 453
 454                 ret = pci_vfio_has_supported_extensions(vfio_container_fd);
 455                 if (ret) {
 456                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  no supported IOMMU "
 457                                         "extensions found!\n");
 458                         return -1;
 459                 }
 460
 461                 return vfio_container_fd;
 462         } else {
 463                 /*
 464                  * if we're in a secondary process, request container fd from the
 465                  * primary process via our socket
 466                  */
 467                 int socket_fd;
 468
 469                 socket_fd = vfio_mp_sync_connect_to_primary();
 470                 if (socket_fd < 0) {
 471                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot connect to primary process!\n");
 472                         return -1;
 473                 }
 474                 if (vfio_mp_sync_send_request(socket_fd, SOCKET_REQ_CONTAINER) < 0) {
 475                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot request container fd!\n");
 476                         close(socket_fd);
 477                         return -1;
 478                 }
 479                 vfio_container_fd = vfio_mp_sync_receive_fd(socket_fd);
 480                 if (vfio_container_fd < 0) {
 481                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot get container fd!\n");
 482                         close(socket_fd);
 483                         return -1;
 484                 }
 485                 close(socket_fd);
 486                 return vfio_container_fd;
 487         }
 488
 489         return -1;
 490 }
 491
 492 /* open group fd or get an existing one */
 493 int
 494 pci_vfio_get_group_fd(int iommu_group_no)
 495 {
 496         int i;
 497         int vfio_group_fd;
 498         char filename[PATH_MAX];
 499
 500         /* check if we already have the group descriptor open */
 501         for (i = 0; i < vfio_cfg.vfio_group_idx; i++)
 502                 if (vfio_cfg.vfio_groups[i].group_no == iommu_group_no)
 503                         return vfio_cfg.vfio_groups[i].fd;
 504
 505         /* if primary, try to open the group */
 506         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY) {
 507                 /* try regular group format */
 508                 snprintf(filename, sizeof(filename),
 509                                  VFIO_GROUP_FMT, iommu_group_no);
 510                 vfio_group_fd = open(filename, O_RDWR);
 511                 if (vfio_group_fd < 0) {
 512                         /* if file not found, it's not an error */
 513                         if (errno != ENOENT) {
 514                                 RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n", filename,
 515                                                 strerror(errno));
 516                                 return -1;
 517                         }
 518
 519                         /* special case: try no-IOMMU path as well */
 520                         snprintf(filename, sizeof(filename),
 521                                         VFIO_NOIOMMU_GROUP_FMT, iommu_group_no);
 522                         vfio_group_fd = open(filename, O_RDWR);
 523                         if (vfio_group_fd < 0) {
 524                                 if (errno != ENOENT) {
 525                                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Cannot open %s: %s\n", filename,
 526                                                         strerror(errno));
 527                                         return -1;
 528                                 }
 529                                 return 0;
 530                         }
 531                         /* noiommu group found */
 532                 }
 533
 534                 /* if the fd is valid, create a new group for it */
 535                 if (vfio_cfg.vfio_group_idx == VFIO_MAX_GROUPS) {
 536                         RTE_LOG(ERR, EAL, "Maximum number of VFIO groups reached!\n");
 537                         return -1;
 538                 }
 539                 vfio_cfg.vfio_groups[vfio_cfg.vfio_group_idx].group_no = iommu_group_no;
 540                 vfio_cfg.vfio_groups[vfio_cfg.vfio_group_idx].fd = vfio_group_fd;
 541                 return vfio_group_fd;
 542         }
 543         /* if we're in a secondary process, request group fd from the primary
 544          * process via our socket
 545          */
 546         else {
 547                 int socket_fd, ret;
 548
 549                 socket_fd = vfio_mp_sync_connect_to_primary();
 550
 551                 if (socket_fd < 0) {
 552                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot connect to primary process!\n");
 553                         return -1;
 554                 }
 555                 if (vfio_mp_sync_send_request(socket_fd, SOCKET_REQ_GROUP) < 0) {
 556                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot request container fd!\n");
 557                         close(socket_fd);
 558                         return -1;
 559                 }
 560                 if (vfio_mp_sync_send_request(socket_fd, iommu_group_no) < 0) {
 561                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot send group number!\n");
 562                         close(socket_fd);
 563                         return -1;
 564                 }
 565                 ret = vfio_mp_sync_receive_request(socket_fd);
 566                 switch (ret) {
 567                 case SOCKET_NO_FD:
 568                         close(socket_fd);
 569                         return 0;
 570                 case SOCKET_OK:
 571                         vfio_group_fd = vfio_mp_sync_receive_fd(socket_fd);
 572                         /* if we got the fd, return it */
 573                         if (vfio_group_fd > 0) {
 574                                 close(socket_fd);
 575                                 return vfio_group_fd;
 576                         }
 577                         /* fall-through on error */
 578                 default:
 579                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  cannot get container fd!\n");
 580                         close(socket_fd);
 581                         return -1;
 582                 }
 583         }
 584         return -1;
 585 }
 586
 587 /* parse IOMMU group number for a PCI device
 588  * returns 1 on success, -1 for errors, 0 for non-existent group
 589  */
 590 static int
 591 pci_vfio_get_group_no(const char *pci_addr, int *iommu_group_no)
 592 {
 593         char linkname[PATH_MAX];
 594         char filename[PATH_MAX];
 595         char *tok[16], *group_tok, *end;
 596         int ret;
 597
 598         memset(linkname, 0, sizeof(linkname));
 599         memset(filename, 0, sizeof(filename));
 600
 601         /* try to find out IOMMU group for this device */
 602         snprintf(linkname, sizeof(linkname),
 603                          SYSFS_PCI_DEVICES "/%s/iommu_group", pci_addr);
 604
 605         ret = readlink(linkname, filename, sizeof(filename));
 606
 607         /* if the link doesn't exist, no VFIO for us */
 608         if (ret < 0)
 609                 return 0;
 610
 611         ret = rte_strsplit(filename, sizeof(filename),
 612                         tok, RTE_DIM(tok), '/');
 613
 614         if (ret <= 0) {
 615                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot get IOMMU group\n", pci_addr);
 616                 return -1;
 617         }
 618
 619         /* IOMMU group is always the last token */
 620         errno = 0;
 621         group_tok = tok[ret - 1];
 622         end = group_tok;
 623         *iommu_group_no = strtol(group_tok, &end, 10);
 624         if ((end != group_tok && *end != '\0') || errno != 0) {
 625                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s error parsing IOMMU number!\n", pci_addr);
 626                 return -1;
 627         }
 628
 629         return 1;
 630 }
 631
 632 static void
 633 clear_current_group(void)
 634 {
 635         vfio_cfg.vfio_groups[vfio_cfg.vfio_group_idx].group_no = 0;
 636         vfio_cfg.vfio_groups[vfio_cfg.vfio_group_idx].fd = -1;
 637 }
 638
 639
 640 /*
 641  * map the PCI resources of a PCI device in virtual memory (VFIO version).
 642  * primary and secondary processes follow almost exactly the same path
 643  */
 644 int
 645 pci_vfio_map_resource(struct rte_pci_device *dev)
 646 {
 647         struct vfio_group_status group_status = {
 648                         .argsz = sizeof(group_status)
 649         };
 650         struct vfio_device_info device_info = { .argsz = sizeof(device_info) };
 651         int vfio_group_fd, vfio_dev_fd;
 652         int iommu_group_no;
 653         char pci_addr[PATH_MAX] = {0};
 654         struct rte_pci_addr *loc = &dev->addr;
 655         int i, ret, msix_bar;
 656         struct mapped_pci_resource *vfio_res = NULL;
 657         struct mapped_pci_res_list *vfio_res_list = RTE_TAILQ_CAST(rte_vfio_tailq.head, mapped_pci_res_list);
 658
 659         struct pci_map *maps;
 660         uint32_t msix_table_offset = 0;
 661         uint32_t msix_table_size = 0;
 662         uint32_t ioport_bar;
 663
 664         dev->intr_handle.fd = -1;
 665         dev->intr_handle.type = RTE_INTR_HANDLE_UNKNOWN;
 666
 667         /* store PCI address string */
 668         snprintf(pci_addr, sizeof(pci_addr), PCI_PRI_FMT,
 669                         loc->domain, loc->bus, loc->devid, loc->function);
 670
 671         /* get group number */
 672         ret = pci_vfio_get_group_no(pci_addr, &iommu_group_no);
 673         if (ret == 0) {
 674                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "  %s not managed by VFIO driver, skipping\n",
 675                         pci_addr);
 676                 return 1;
 677         }
 678
 679         /* if negative, something failed */
 680         if (ret < 0)
 681                 return -1;
 682
 683         /* get the actual group fd */
 684         vfio_group_fd = pci_vfio_get_group_fd(iommu_group_no);
 685         if (vfio_group_fd < 0)
 686                 return -1;
 687
 688         /* store group fd */
 689         vfio_cfg.vfio_groups[vfio_cfg.vfio_group_idx].group_no = iommu_group_no;
 690         vfio_cfg.vfio_groups[vfio_cfg.vfio_group_idx].fd = vfio_group_fd;
 691
 692         /* if group_fd == 0, that means the device isn't managed by VFIO */
 693         if (vfio_group_fd == 0) {
 694                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "  %s not managed by VFIO driver, skipping\n",
 695                                 pci_addr);
 696                 /* we store 0 as group fd to distinguish between existing but
 697                  * unbound VFIO groups, and groups that don't exist at all.
 698                  */
 699                 vfio_cfg.vfio_group_idx++;
 700                 return 1;
 701         }
 702
 703         /*
 704          * at this point, we know at least one port on this device is bound to VFIO,
 705          * so we can proceed to try and set this particular port up
 706          */
 707
 708         /* check if the group is viable */
 709         ret = ioctl(vfio_group_fd, VFIO_GROUP_GET_STATUS, &group_status);
 710         if (ret) {
 711                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot get group status, "
 712                                 "error %i (%s)\n", pci_addr, errno, strerror(errno));
 713                 close(vfio_group_fd);
 714                 clear_current_group();
 715                 return -1;
 716         } else if (!(group_status.flags & VFIO_GROUP_FLAGS_VIABLE)) {
 717                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s VFIO group is not viable!\n", pci_addr);
 718                 close(vfio_group_fd);
 719                 clear_current_group();
 720                 return -1;
 721         }
 722
 723         /*
 724          * at this point, we know that this group is viable (meaning, all devices
 725          * are either bound to VFIO or not bound to anything)
 726          */
 727
 728         /* check if group does not have a container yet */
 729         if (!(group_status.flags & VFIO_GROUP_FLAGS_CONTAINER_SET)) {
 730
 731                 /* add group to a container */
 732                 ret = ioctl(vfio_group_fd, VFIO_GROUP_SET_CONTAINER,
 733                                 &vfio_cfg.vfio_container_fd);
 734                 if (ret) {
 735                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot add VFIO group to container, "
 736                                         "error %i (%s)\n", pci_addr, errno, strerror(errno));
 737                         close(vfio_group_fd);
 738                         clear_current_group();
 739                         return -1;
 740                 }
 741                 /*
 742                  * at this point we know that this group has been successfully
 743                  * initialized, so we increment vfio_group_idx to indicate that we can
 744                  * add new groups.
 745                  */
 746                 vfio_cfg.vfio_group_idx++;
 747         }
 748
 749         /*
 750          * pick an IOMMU type and set up DMA mappings for container
 751          *
 752          * needs to be done only once, only when at least one group is assigned to
 753          * a container and only in primary process
 754          */
 755         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY &&
 756                         vfio_cfg.vfio_container_has_dma == 0) {
 757                 /* select an IOMMU type which we will be using */
 758                 const struct vfio_iommu_type *t =
 759                                 pci_vfio_set_iommu_type(vfio_cfg.vfio_container_fd);
 760                 if (!t) {
 761                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s failed to select IOMMU type\n", pci_addr);
 762                         return -1;
 763                 }
 764                 ret = t->dma_map_func(vfio_cfg.vfio_container_fd);
 765                 if (ret) {
 766                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s DMA remapping failed, "
 767                                         "error %i (%s)\n", pci_addr, errno, strerror(errno));
 768                         return -1;
 769                 }
 770                 vfio_cfg.vfio_container_has_dma = 1;
 771         }
 772
 773         /* get a file descriptor for the device */
 774         vfio_dev_fd = ioctl(vfio_group_fd, VFIO_GROUP_GET_DEVICE_FD, pci_addr);
 775         if (vfio_dev_fd < 0) {
 776                 /* if we cannot get a device fd, this simply means that this
 777                  * particular port is not bound to VFIO
 778                  */
 779                 RTE_LOG(WARNING, EAL, "  %s not managed by VFIO driver, skipping\n",
 780                                 pci_addr);
 781                 return 1;
 782         }
 783
 784         /* test and setup the device */
 785         ret = ioctl(vfio_dev_fd, VFIO_DEVICE_GET_INFO, &device_info);
 786         if (ret) {
 787                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot get device info, "
 788                                 "error %i (%s)\n", pci_addr, errno, strerror(errno));
 789                 close(vfio_dev_fd);
 790                 return -1;
 791         }
 792
 793         /* get MSI-X BAR, if any (we have to know where it is because we can't
 794          * easily mmap it when using VFIO) */
 795         msix_bar = -1;
 796         ret = pci_vfio_get_msix_bar(vfio_dev_fd, &msix_bar,
 797                                     &msix_table_offset, &msix_table_size);
 798         if (ret < 0) {
 799                 RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot get MSI-X BAR number!\n", pci_addr);
 800                 close(vfio_dev_fd);
 801                 return -1;
 802         }
 803
 804         /* if we're in a primary process, allocate vfio_res and get region info */
 805         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY) {
 806                 vfio_res = rte_zmalloc("VFIO_RES", sizeof(*vfio_res), 0);
 807                 if (vfio_res == NULL) {
 808                         RTE_LOG(ERR, EAL,
 809                                 "%s(): cannot store uio mmap details\n", __func__);
 810                         close(vfio_dev_fd);
 811                         return -1;
 812                 }
 813                 memcpy(&vfio_res->pci_addr, &dev->addr, sizeof(vfio_res->pci_addr));
 814
 815                 /* get number of registers (up to BAR5) */
 816                 vfio_res->nb_maps = RTE_MIN((int) device_info.num_regions,
 817                                 VFIO_PCI_BAR5_REGION_INDEX + 1);
 818         } else {
 819                 /* if we're in a secondary process, just find our tailq entry */
 820                 TAILQ_FOREACH(vfio_res, vfio_res_list, next) {
 821                         if (memcmp(&vfio_res->pci_addr, &dev->addr, sizeof(dev->addr)))
 822                                 continue;
 823                         break;
 824                 }
 825                 /* if we haven't found our tailq entry, something's wrong */
 826                 if (vfio_res == NULL) {
 827                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot find TAILQ entry for PCI device!\n",
 828                                         pci_addr);
 829                         close(vfio_dev_fd);
 830                         return -1;
 831                 }
 832         }
 833
 834         /* map BARs */
 835         maps = vfio_res->maps;
 836
 837         for (i = 0; i < (int) vfio_res->nb_maps; i++) {
 838                 struct vfio_region_info reg = { .argsz = sizeof(reg) };
 839                 void *bar_addr;
 840                 struct memreg {
 841                         unsigned long offset, size;
 842                 } memreg[2] = {};
 843
 844                 reg.index = i;
 845
 846                 ret = ioctl(vfio_dev_fd, VFIO_DEVICE_GET_REGION_INFO, &reg);
 847
 848                 if (ret) {
 849                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot get device region info "
 850                                         "error %i (%s)\n", pci_addr, errno, strerror(errno));
 851                         close(vfio_dev_fd);
 852                         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY)
 853                                 rte_free(vfio_res);
 854                         return -1;
 855                 }
 856
 857                 /* chk for io port region */
 858                 ret = pread64(vfio_dev_fd, &ioport_bar, sizeof(ioport_bar),
 859                               VFIO_GET_REGION_ADDR(VFIO_PCI_CONFIG_REGION_INDEX)
 860                               + PCI_BASE_ADDRESS_0 + i*4);
 861
 862                 if (ret != sizeof(ioport_bar)) {
 863                         RTE_LOG(ERR, EAL,
 864                                 "Cannot read command (%x) from config space!\n",
 865                                 PCI_BASE_ADDRESS_0 + i*4);
 866                         return -1;
 867                 }
 868
 869                 if (ioport_bar & PCI_BASE_ADDRESS_SPACE_IO) {
 870                         RTE_LOG(INFO, EAL,
 871                                 "Ignore mapping IO port bar(%d) addr: %x\n",
 872                                  i, ioport_bar);
 873                         continue;
 874                 }
 875
 876                 /* skip non-mmapable BARs */
 877                 if ((reg.flags & VFIO_REGION_INFO_FLAG_MMAP) == 0)
 878                         continue;
 879
 880                 if (i == msix_bar) {
 881                         /*
 882                          * VFIO will not let us map the MSI-X table,
 883                          * but we can map around it.
 884                          */
 885                         uint32_t table_start = msix_table_offset;
 886                         uint32_t table_end = table_start + msix_table_size;
 887                         table_end = (table_end + ~PAGE_MASK) & PAGE_MASK;
 888                         table_start &= PAGE_MASK;
 889
 890                         if (table_start == 0 && table_end >= reg.size) {
 891                                 /* Cannot map this BAR */
 892                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL, "Skipping BAR %d\n", i);
 893                                 continue;
 894                         } else {
 895                                 memreg[0].offset = reg.offset;
 896                                 memreg[0].size = table_start;
 897                                 memreg[1].offset = table_end;
 898                                 memreg[1].size = reg.size - table_end;
 899
 900                                 RTE_LOG(DEBUG, EAL,
 901                                         "Trying to map BAR %d that contains the MSI-X "
 902                                         "table. Trying offsets: "
 903                                         "0x%04lx:0x%04lx, 0x%04lx:0x%04lx\n", i,
 904                                         memreg[0].offset, memreg[0].size,
 905                                         memreg[1].offset, memreg[1].size);
 906                         }
 907                 } else {
 908                         memreg[0].offset = reg.offset;
 909                         memreg[0].size = reg.size;
 910                 }
 911
 912                 /* try to figure out an address */
 913                 if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY) {
 914                         /* try mapping somewhere close to the end of hugepages */
 915                         if (pci_map_addr == NULL)
 916                                 pci_map_addr = pci_find_max_end_va();
 917
 918                         bar_addr = pci_map_addr;
 919                         pci_map_addr = RTE_PTR_ADD(bar_addr, (size_t) reg.size);
 920                 } else {
 921                         bar_addr = maps[i].addr;
 922                 }
 923
 924                 /* reserve the address using an inaccessible mapping */
 925                 bar_addr = mmap(bar_addr, reg.size, 0, MAP_PRIVATE |
 926                                 MAP_ANONYMOUS, -1, 0);
 927                 if (bar_addr != MAP_FAILED) {
 928                         void *map_addr = NULL;
 929                         if (memreg[0].size) {
 930                                 /* actual map of first part */
 931                                 map_addr = pci_map_resource(bar_addr, vfio_dev_fd,
 932                                                             memreg[0].offset,
 933                                                             memreg[0].size,
 934                                                             MAP_FIXED);
 935                         }
 936
 937                         /* if there's a second part, try to map it */
 938                         if (map_addr != MAP_FAILED
 939                             && memreg[1].offset && memreg[1].size) {
 940                                 void *second_addr = RTE_PTR_ADD(bar_addr, memreg[1].offset);
 941                                 map_addr = pci_map_resource(second_addr,
 942                                                             vfio_dev_fd, memreg[1].offset,
 943                                                             memreg[1].size,
 944                                                             MAP_FIXED);
 945                         }
 946
 947                         if (map_addr == MAP_FAILED || !map_addr) {
 948                                 munmap(bar_addr, reg.size);
 949                                 bar_addr = MAP_FAILED;
 950                         }
 951                 }
 952
 953                 if (bar_addr == MAP_FAILED ||
 954                                 (internal_config.process_type == RTE_PROC_SECONDARY &&
 955                                                 bar_addr != maps[i].addr)) {
 956                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s mapping BAR%i failed: %s\n", pci_addr, i,
 957                                         strerror(errno));
 958                         close(vfio_dev_fd);
 959                         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY)
 960                                 rte_free(vfio_res);
 961                         return -1;
 962                 }
 963
 964                 maps[i].addr = bar_addr;
 965                 maps[i].offset = reg.offset;
 966                 maps[i].size = reg.size;
 967                 maps[i].path = NULL; /* vfio doesn't have per-resource paths */
 968                 dev->mem_resource[i].addr = bar_addr;
 969         }
 970
 971         /* if secondary process, do not set up interrupts */
 972         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY) {
 973                 if (pci_vfio_setup_interrupts(dev, vfio_dev_fd) != 0) {
 974                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s error setting up interrupts!\n", pci_addr);
 975                         close(vfio_dev_fd);
 976                         rte_free(vfio_res);
 977                         return -1;
 978                 }
 979
 980                 /* set bus mastering for the device */
 981                 if (pci_vfio_set_bus_master(vfio_dev_fd)) {
 982                         RTE_LOG(ERR, EAL, "  %s cannot set up bus mastering!\n", pci_addr);
 983                         close(vfio_dev_fd);
 984                         rte_free(vfio_res);
 985                         return -1;
 986                 }
 987
 988                 /* Reset the device */
 989                 ioctl(vfio_dev_fd, VFIO_DEVICE_RESET);
 990         }
 991
 992         if (internal_config.process_type == RTE_PROC_PRIMARY)
 993                 TAILQ_INSERT_TAIL(vfio_res_list, vfio_res, next);
 994
 995         return 0;
 996 }
 997
 998 int
 999 pci_vfio_ioport_map(struct rte_pci_device *dev, int bar,
1000                     struct rte_pci_ioport *p)
1001 {
1002         RTE_SET_USED(dev);
1003         RTE_SET_USED(bar);
1004         RTE_SET_USED(p);
1005         return -1;
1006 }
1007
1008 void
1009 pci_vfio_ioport_read(struct rte_pci_ioport *p,
1010                      void *data, size_t len, off_t offset)
1011 {
1012         RTE_SET_USED(p);
1013         RTE_SET_USED(data);
1014         RTE_SET_USED(len);
1015         RTE_SET_USED(offset);
1016 }
1017
1018 void
1019 pci_vfio_ioport_write(struct rte_pci_ioport *p,
1020                       const void *data, size_t len, off_t offset)
1021 {
1022         RTE_SET_USED(p);
1023         RTE_SET_USED(data);
1024         RTE_SET_USED(len);
1025         RTE_SET_USED(offset);
1026 }
1027
1028 int
1029 pci_vfio_ioport_unmap(struct rte_pci_ioport *p)
1030 {
1031         RTE_SET_USED(p);
1032         return -1;
1033 }
1034
1035 int
1036 pci_vfio_enable(void)
1037 {
1038         /* initialize group list */
1039         int i;
1040         int vfio_available;
1041
1042         for (i = 0; i < VFIO_MAX_GROUPS; i++) {
1043                 vfio_cfg.vfio_groups[i].fd = -1;
1044                 vfio_cfg.vfio_groups[i].group_no = -1;
1045         }
1046
1047         /* inform the user that we are probing for VFIO */
1048         RTE_LOG(INFO, EAL, "Probing VFIO support...\n");
1049
1050         /* check if vfio-pci module is loaded */
1051         vfio_available = rte_eal_check_module("vfio_pci");
1052
1053         /* return error directly */
1054         if (vfio_available == -1) {
1055                 RTE_LOG(INFO, EAL, "Could not get loaded module details!\n");
1056                 return -1;
1057         }
1058
1059         /* return 0 if VFIO modules not loaded */
1060         if (vfio_available == 0) {
1061                 RTE_LOG(INFO, EAL, "VFIO modules not loaded, "
1062                         "skipping VFIO support...\n");
1063                 return 0;
1064         }
1065
1066         vfio_cfg.vfio_container_fd = pci_vfio_get_container_fd();
1067
1068         /* check if we have VFIO driver enabled */
1069         if (vfio_cfg.vfio_container_fd != -1) {
1070                 RTE_LOG(NOTICE, EAL, "VFIO support initialized\n");
1071                 vfio_cfg.vfio_enabled = 1;
1072         } else {
1073                 RTE_LOG(NOTICE, EAL, "VFIO support could not be initialized\n");
1074         }
1075
1076         return 0;
1077 }
1078
1079 int
1080 pci_vfio_is_enabled(void)
1081 {
1082         return vfio_cfg.vfio_enabled;
1083 }
1084 #endif