iommu/vt-d: Add custom allocator for IOASID
authorJacob Pan <jacob.jun.pan@linux.intel.com>
Sat, 16 May 2020 06:20:51 +0000 (14:20 +0800)
committerJoerg Roedel <jroedel@suse.de>
Mon, 18 May 2020 13:37:25 +0000 (15:37 +0200)
When VT-d driver runs in the guest, PASID allocation must be
performed via virtual command interface. This patch registers a
custom IOASID allocator which takes precedence over the default
XArray based allocator. The resulting IOASID allocation will always
come from the host. This ensures that PASID namespace is system-
wide.

Virtual command registers are used in the guest only, to prevent
vmexit cost, we cache the capability and store it during initialization.

Signed-off-by: Liu, Yi L <yi.l.liu@intel.com>
Signed-off-by: Jacob Pan <jacob.jun.pan@linux.intel.com>
Signed-off-by: Lu Baolu <baolu.lu@linux.intel.com>
Reviewed-by: Eric Auger <eric.auger@redhat.com>
Link: https://lore.kernel.org/r/20200516062101.29541-9-baolu.lu@linux.intel.com
Signed-off-by: Joerg Roedel <jroedel@suse.de>
drivers/iommu/dmar.c
drivers/iommu/intel-iommu.c
include/linux/intel-iommu.h

index 34ee8f2..66af08a 100644 (file)
@@ -963,6 +963,7 @@ static int map_iommu(struct intel_iommu *iommu, u64 phys_addr)
                warn_invalid_dmar(phys_addr, " returns all ones");
                goto unmap;
        }
+       iommu->vccap = dmar_readq(iommu->reg + DMAR_VCCAP_REG);
 
        /* the registers might be more than one page */
        map_size = max_t(int, ecap_max_iotlb_offset(iommu->ecap),
index 627bb50..80d0bd5 100644 (file)
@@ -1726,6 +1726,9 @@ static void free_dmar_iommu(struct intel_iommu *iommu)
                if (ecap_prs(iommu->ecap))
                        intel_svm_finish_prq(iommu);
        }
+       if (ecap_vcs(iommu->ecap) && vccap_pasid(iommu->vccap))
+               ioasid_unregister_allocator(&iommu->pasid_allocator);
+
 #endif
 }
 
@@ -3038,6 +3041,85 @@ out_unmap:
        return ret;
 }
 
+#ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU_SVM
+static ioasid_t intel_vcmd_ioasid_alloc(ioasid_t min, ioasid_t max, void *data)
+{
+       struct intel_iommu *iommu = data;
+       ioasid_t ioasid;
+
+       if (!iommu)
+               return INVALID_IOASID;
+       /*
+        * VT-d virtual command interface always uses the full 20 bit
+        * PASID range. Host can partition guest PASID range based on
+        * policies but it is out of guest's control.
+        */
+       if (min < PASID_MIN || max > intel_pasid_max_id)
+               return INVALID_IOASID;
+
+       if (vcmd_alloc_pasid(iommu, &ioasid))
+               return INVALID_IOASID;
+
+       return ioasid;
+}
+
+static void intel_vcmd_ioasid_free(ioasid_t ioasid, void *data)
+{
+       struct intel_iommu *iommu = data;
+
+       if (!iommu)
+               return;
+       /*
+        * Sanity check the ioasid owner is done at upper layer, e.g. VFIO
+        * We can only free the PASID when all the devices are unbound.
+        */
+       if (ioasid_find(NULL, ioasid, NULL)) {
+               pr_alert("Cannot free active IOASID %d\n", ioasid);
+               return;
+       }
+       vcmd_free_pasid(iommu, ioasid);
+}
+
+static void register_pasid_allocator(struct intel_iommu *iommu)
+{
+       /*
+        * If we are running in the host, no need for custom allocator
+        * in that PASIDs are allocated from the host system-wide.
+        */
+       if (!cap_caching_mode(iommu->cap))
+               return;
+
+       if (!sm_supported(iommu)) {
+               pr_warn("VT-d Scalable Mode not enabled, no PASID allocation\n");
+               return;
+       }
+
+       /*
+        * Register a custom PASID allocator if we are running in a guest,
+        * guest PASID must be obtained via virtual command interface.
+        * There can be multiple vIOMMUs in each guest but only one allocator
+        * is active. All vIOMMU allocators will eventually be calling the same
+        * host allocator.
+        */
+       if (!ecap_vcs(iommu->ecap) || !vccap_pasid(iommu->vccap))
+               return;
+
+       pr_info("Register custom PASID allocator\n");
+       iommu->pasid_allocator.alloc = intel_vcmd_ioasid_alloc;
+       iommu->pasid_allocator.free = intel_vcmd_ioasid_free;
+       iommu->pasid_allocator.pdata = (void *)iommu;
+       if (ioasid_register_allocator(&iommu->pasid_allocator)) {
+               pr_warn("Custom PASID allocator failed, scalable mode disabled\n");
+               /*
+                * Disable scalable mode on this IOMMU if there
+                * is no custom allocator. Mixing SM capable vIOMMU
+                * and non-SM vIOMMU are not supported.
+                */
+               intel_iommu_sm = 0;
+       }
+}
+#endif
+
 static int __init init_dmars(void)
 {
        struct dmar_drhd_unit *drhd;
@@ -3155,6 +3237,9 @@ static int __init init_dmars(void)
         */
        for_each_active_iommu(iommu, drhd) {
                iommu_flush_write_buffer(iommu);
+#ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU_SVM
+               register_pasid_allocator(iommu);
+#endif
                iommu_set_root_entry(iommu);
                iommu->flush.flush_context(iommu, 0, 0, 0, DMA_CCMD_GLOBAL_INVL);
                iommu->flush.flush_iotlb(iommu, 0, 0, 0, DMA_TLB_GLOBAL_FLUSH);
index addb310..e14124f 100644 (file)
@@ -19,6 +19,7 @@
 #include <linux/iommu.h>
 #include <linux/io-64-nonatomic-lo-hi.h>
 #include <linux/dmar.h>
+#include <linux/ioasid.h>
 
 #include <asm/cacheflush.h>
 #include <asm/iommu.h>
 #define ecap_max_handle_mask(e) ((e >> 20) & 0xf)
 #define ecap_sc_support(e)     ((e >> 7) & 0x1) /* Snooping Control */
 
+/* Virtual command interface capability */
+#define vccap_pasid(v)         (((v) & DMA_VCS_PAS)) /* PASID allocation */
+
 /* IOTLB_REG */
 #define DMA_TLB_FLUSH_GRANU_OFFSET  60
 #define DMA_TLB_GLOBAL_FLUSH (((u64)1) << 60)
 
 /* PRS_REG */
 #define DMA_PRS_PPR    ((u32)1)
+#define DMA_VCS_PAS    ((u64)1)
 
 #define IOMMU_WAIT_OP(iommu, offset, op, cond, sts)                    \
 do {                                                                   \
@@ -555,6 +560,7 @@ struct intel_iommu {
        u64             reg_size; /* size of hw register set */
        u64             cap;
        u64             ecap;
+       u64             vccap;
        u32             gcmd; /* Holds TE, EAFL. Don't need SRTP, SFL, WBF */
        raw_spinlock_t  register_lock; /* protect register handling */
        int             seq_id; /* sequence id of the iommu */
@@ -575,6 +581,7 @@ struct intel_iommu {
 #ifdef CONFIG_INTEL_IOMMU_SVM
        struct page_req_dsc *prq;
        unsigned char prq_name[16];    /* Name for PRQ interrupt */
+       struct ioasid_allocator_ops pasid_allocator; /* Custom allocator for PASIDs */
 #endif
        struct q_inval  *qi;            /* Queued invalidation info */
        u32 *iommu_state; /* Store iommu states between suspend and resume.*/