resource: allow MMIO exclusivity for device drivers
authorArjan van de Ven <arjan@linux.intel.com>
Thu, 23 Oct 2008 02:55:31 +0000 (19:55 -0700)
committerJesse Barnes <jbarnes@virtuousgeek.org>
Wed, 7 Jan 2009 19:12:32 +0000 (11:12 -0800)
Device drivers that use pci_request_regions() (and similar APIs) have a
reasonable expectation that they are the only ones accessing their device.
As part of the e1000e hunt, we were afraid that some userland (X or some
bootsplash stuff) was mapping the MMIO region that the driver thought it
had exclusively via /dev/mem or via various sysfs resource mappings.

This patch adds the option for device drivers to cause their reserved
regions to the "banned from /dev/mem use" list, so now both kernel memory
and device-exclusive MMIO regions are banned.
NOTE: This is only active when CONFIG_STRICT_DEVMEM is set.

In addition to the config option, a kernel parameter iomem=relaxed is
provided for the cases where developers want to diagnose, in the field,
drivers issues from userspace.

Reviewed-by: Matthew Wilcox <willy@linux.intel.com>
Signed-off-by: Arjan van de Ven <arjan@linux.intel.com>
Signed-off-by: Jesse Barnes <jbarnes@virtuousgeek.org>
Documentation/kernel-parameters.txt
arch/x86/mm/init_32.c
arch/x86/mm/init_64.c
drivers/net/e1000e/netdev.c
drivers/pci/pci-sysfs.c
drivers/pci/pci.c
include/linux/ioport.h
include/linux/pci.h
kernel/resource.c

index 0b3f6711d2f1a5a084ddab87e3ce27b5efae72fb..0072fabb1dd1d3d9f61d7d62a325f7ca997616ed 100644 (file)
@@ -918,6 +918,10 @@ and is between 256 and 4096 characters. It is defined in the file
 
        inttest=        [IA64]
 
+       iomem=          Disable strict checking of access to MMIO memory
+               strict  regions from userspace.
+               relaxed
+
        iommu=          [x86]
                off
                force
index 544d724caeee010f149df1b26cf2c7baeab0e73f..88f1b10de3be712a33545b20292a45f7a1c43c50 100644 (file)
@@ -328,6 +328,8 @@ int devmem_is_allowed(unsigned long pagenr)
 {
        if (pagenr <= 256)
                return 1;
+       if (iomem_is_exclusive(pagenr << PAGE_SHIFT))
+               return 0;
        if (!page_is_ram(pagenr))
                return 1;
        return 0;
index 54c437e96541f2764aaeb566793b092e2af2f219..23f68e77ad1fde95975c5b6e3cf163eb7850f305 100644 (file)
@@ -888,6 +888,8 @@ int devmem_is_allowed(unsigned long pagenr)
 {
        if (pagenr <= 256)
                return 1;
+       if (iomem_is_exclusive(pagenr << PAGE_SHIFT))
+               return 0;
        if (!page_is_ram(pagenr))
                return 1;
        return 0;
index d4639facd1bddcb72a200ada597d02fc284529e7..91817d0afcaf15a14db138a611160de81cd4fdf3 100644 (file)
@@ -4807,7 +4807,7 @@ static int __devinit e1000_probe(struct pci_dev *pdev,
                }
        }
 
-       err = pci_request_selected_regions(pdev,
+       err = pci_request_selected_regions_exclusive(pdev,
                                          pci_select_bars(pdev, IORESOURCE_MEM),
                                          e1000e_driver_name);
        if (err)
index 388440e0d22228ac62ef39afd688dc1cc566abb6..d5cdccf27a695034c665b92ef54edcfb4fd70dab 100644 (file)
@@ -620,6 +620,9 @@ pci_mmap_resource(struct kobject *kobj, struct bin_attribute *attr,
        vma->vm_pgoff += start >> PAGE_SHIFT;
        mmap_type = res->flags & IORESOURCE_MEM ? pci_mmap_mem : pci_mmap_io;
 
+       if (res->flags & IORESOURCE_MEM && iomem_is_exclusive(start))
+               return -EINVAL;
+
        return pci_mmap_page_range(pdev, vma, mmap_type, write_combine);
 }
 
index 2cfa41e367a78a63ead49905dbf2583f087e496e..47663dc0daf74ffc4d0e191c82d2b96b3750c6db 100644 (file)
@@ -1395,7 +1395,8 @@ void pci_release_region(struct pci_dev *pdev, int bar)
  *     Returns 0 on success, or %EBUSY on error.  A warning
  *     message is also printed on failure.
  */
-int pci_request_region(struct pci_dev *pdev, int bar, const char *res_name)
+static int __pci_request_region(struct pci_dev *pdev, int bar, const char *res_name,
+                                                                       int exclusive)
 {
        struct pci_devres *dr;
 
@@ -1408,8 +1409,9 @@ int pci_request_region(struct pci_dev *pdev, int bar, const char *res_name)
                        goto err_out;
        }
        else if (pci_resource_flags(pdev, bar) & IORESOURCE_MEM) {
-               if (!request_mem_region(pci_resource_start(pdev, bar),
-                                       pci_resource_len(pdev, bar), res_name))
+               if (!__request_mem_region(pci_resource_start(pdev, bar),
+                                       pci_resource_len(pdev, bar), res_name,
+                                       exclusive))
                        goto err_out;
        }
 
@@ -1427,6 +1429,47 @@ err_out:
        return -EBUSY;
 }
 
+/**
+ *     pci_request_region - Reserved PCI I/O and memory resource
+ *     @pdev: PCI device whose resources are to be reserved
+ *     @bar: BAR to be reserved
+ *     @res_name: Name to be associated with resource.
+ *
+ *     Mark the PCI region associated with PCI device @pdev BR @bar as
+ *     being reserved by owner @res_name.  Do not access any
+ *     address inside the PCI regions unless this call returns
+ *     successfully.
+ *
+ *     Returns 0 on success, or %EBUSY on error.  A warning
+ *     message is also printed on failure.
+ */
+int pci_request_region(struct pci_dev *pdev, int bar, const char *res_name)
+{
+       return __pci_request_region(pdev, bar, res_name, 0);
+}
+
+/**
+ *     pci_request_region_exclusive - Reserved PCI I/O and memory resource
+ *     @pdev: PCI device whose resources are to be reserved
+ *     @bar: BAR to be reserved
+ *     @res_name: Name to be associated with resource.
+ *
+ *     Mark the PCI region associated with PCI device @pdev BR @bar as
+ *     being reserved by owner @res_name.  Do not access any
+ *     address inside the PCI regions unless this call returns
+ *     successfully.
+ *
+ *     Returns 0 on success, or %EBUSY on error.  A warning
+ *     message is also printed on failure.
+ *
+ *     The key difference that _exclusive makes it that userspace is
+ *     explicitly not allowed to map the resource via /dev/mem or
+ *     sysfs.
+ */
+int pci_request_region_exclusive(struct pci_dev *pdev, int bar, const char *res_name)
+{
+       return __pci_request_region(pdev, bar, res_name, IORESOURCE_EXCLUSIVE);
+}
 /**
  * pci_release_selected_regions - Release selected PCI I/O and memory resources
  * @pdev: PCI device whose resources were previously reserved
@@ -1444,20 +1487,14 @@ void pci_release_selected_regions(struct pci_dev *pdev, int bars)
                        pci_release_region(pdev, i);
 }
 
-/**
- * pci_request_selected_regions - Reserve selected PCI I/O and memory resources
- * @pdev: PCI device whose resources are to be reserved
- * @bars: Bitmask of BARs to be requested
- * @res_name: Name to be associated with resource
- */
-int pci_request_selected_regions(struct pci_dev *pdev, int bars,
-                                const char *res_name)
+int __pci_request_selected_regions(struct pci_dev *pdev, int bars,
+                                const char *res_name, int excl)
 {
        int i;
 
        for (i = 0; i < 6; i++)
                if (bars & (1 << i))
-                       if(pci_request_region(pdev, i, res_name))
+                       if (__pci_request_region(pdev, i, res_name, excl))
                                goto err_out;
        return 0;
 
@@ -1469,6 +1506,26 @@ err_out:
        return -EBUSY;
 }
 
+
+/**
+ * pci_request_selected_regions - Reserve selected PCI I/O and memory resources
+ * @pdev: PCI device whose resources are to be reserved
+ * @bars: Bitmask of BARs to be requested
+ * @res_name: Name to be associated with resource
+ */
+int pci_request_selected_regions(struct pci_dev *pdev, int bars,
+                                const char *res_name)
+{
+       return __pci_request_selected_regions(pdev, bars, res_name, 0);
+}
+
+int pci_request_selected_regions_exclusive(struct pci_dev *pdev,
+                                int bars, const char *res_name)
+{
+       return __pci_request_selected_regions(pdev, bars, res_name,
+                       IORESOURCE_EXCLUSIVE);
+}
+
 /**
  *     pci_release_regions - Release reserved PCI I/O and memory resources
  *     @pdev: PCI device whose resources were previously reserved by pci_request_regions
@@ -1501,6 +1558,29 @@ int pci_request_regions(struct pci_dev *pdev, const char *res_name)
        return pci_request_selected_regions(pdev, ((1 << 6) - 1), res_name);
 }
 
+/**
+ *     pci_request_regions_exclusive - Reserved PCI I/O and memory resources
+ *     @pdev: PCI device whose resources are to be reserved
+ *     @res_name: Name to be associated with resource.
+ *
+ *     Mark all PCI regions associated with PCI device @pdev as
+ *     being reserved by owner @res_name.  Do not access any
+ *     address inside the PCI regions unless this call returns
+ *     successfully.
+ *
+ *     pci_request_regions_exclusive() will mark the region so that
+ *     /dev/mem and the sysfs MMIO access will not be allowed.
+ *
+ *     Returns 0 on success, or %EBUSY on error.  A warning
+ *     message is also printed on failure.
+ */
+int pci_request_regions_exclusive(struct pci_dev *pdev, const char *res_name)
+{
+       return pci_request_selected_regions_exclusive(pdev,
+                                       ((1 << 6) - 1), res_name);
+}
+
+
 /**
  * pci_set_master - enables bus-mastering for device dev
  * @dev: the PCI device to enable
@@ -2149,10 +2229,13 @@ EXPORT_SYMBOL(pci_find_capability);
 EXPORT_SYMBOL(pci_bus_find_capability);
 EXPORT_SYMBOL(pci_release_regions);
 EXPORT_SYMBOL(pci_request_regions);
+EXPORT_SYMBOL(pci_request_regions_exclusive);
 EXPORT_SYMBOL(pci_release_region);
 EXPORT_SYMBOL(pci_request_region);
+EXPORT_SYMBOL(pci_request_region_exclusive);
 EXPORT_SYMBOL(pci_release_selected_regions);
 EXPORT_SYMBOL(pci_request_selected_regions);
+EXPORT_SYMBOL(pci_request_selected_regions_exclusive);
 EXPORT_SYMBOL(pci_set_master);
 EXPORT_SYMBOL(pci_set_mwi);
 EXPORT_SYMBOL(pci_try_set_mwi);
index 041e95aac2bf317c40a3c68a45e223b322c80a26..f6bb2ca8e3ba44484ec2a9844af400f2d2014052 100644 (file)
@@ -49,6 +49,7 @@ struct resource_list {
 #define IORESOURCE_SIZEALIGN   0x00020000      /* size indicates alignment */
 #define IORESOURCE_STARTALIGN  0x00040000      /* start field is alignment */
 
+#define IORESOURCE_EXCLUSIVE   0x08000000      /* Userland may not map this resource */
 #define IORESOURCE_DISABLED    0x10000000
 #define IORESOURCE_UNSET       0x20000000
 #define IORESOURCE_AUTO                0x40000000
@@ -133,13 +134,16 @@ static inline unsigned long resource_type(struct resource *res)
 }
 
 /* Convenience shorthand with allocation */
-#define request_region(start,n,name)   __request_region(&ioport_resource, (start), (n), (name))
-#define request_mem_region(start,n,name) __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name))
+#define request_region(start,n,name)   __request_region(&ioport_resource, (start), (n), (name), 0)
+#define __request_mem_region(start,n,name, excl) __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name), excl)
+#define request_mem_region(start,n,name) __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name), 0)
+#define request_mem_region_exclusive(start,n,name) \
+       __request_region(&iomem_resource, (start), (n), (name), IORESOURCE_EXCLUSIVE)
 #define rename_region(region, newname) do { (region)->name = (newname); } while (0)
 
 extern struct resource * __request_region(struct resource *,
                                        resource_size_t start,
-                                       resource_size_t n, const char *name);
+                                       resource_size_t n, const char *name, int relaxed);
 
 /* Compatibility cruft */
 #define release_region(start,n)        __release_region(&ioport_resource, (start), (n))
@@ -175,6 +179,7 @@ extern struct resource * __devm_request_region(struct device *dev,
 extern void __devm_release_region(struct device *dev, struct resource *parent,
                                  resource_size_t start, resource_size_t n);
 extern int iomem_map_sanity_check(resource_size_t addr, unsigned long size);
+extern int iomem_is_exclusive(u64 addr);
 
 #endif /* __ASSEMBLY__ */
 #endif /* _LINUX_IOPORT_H */
index 59a3dc2059d3c818dee1c7b7a1c5e7790c459fbb..bfcb39ca88798b45619d72677262a8eb90340dfd 100644 (file)
@@ -686,10 +686,13 @@ void pci_fixup_irqs(u8 (*)(struct pci_dev *, u8 *),
                    int (*)(struct pci_dev *, u8, u8));
 #define HAVE_PCI_REQ_REGIONS   2
 int __must_check pci_request_regions(struct pci_dev *, const char *);
+int __must_check pci_request_regions_exclusive(struct pci_dev *, const char *);
 void pci_release_regions(struct pci_dev *);
 int __must_check pci_request_region(struct pci_dev *, int, const char *);
+int __must_check pci_request_region_exclusive(struct pci_dev *, int, const char *);
 void pci_release_region(struct pci_dev *, int);
 int pci_request_selected_regions(struct pci_dev *, int, const char *);
+int pci_request_selected_regions_exclusive(struct pci_dev *, int, const char *);
 void pci_release_selected_regions(struct pci_dev *, int);
 
 /* drivers/pci/bus.c */
index e633106b12f6ffe7f8da4fa48c6105582052e411..ca6a1536b205bf6b0271fa7d6fb92ea09f87b649 100644 (file)
@@ -623,7 +623,7 @@ resource_size_t resource_alignment(struct resource *res)
  */
 struct resource * __request_region(struct resource *parent,
                                   resource_size_t start, resource_size_t n,
-                                  const char *name)
+                                  const char *name, int flags)
 {
        struct resource *res = kzalloc(sizeof(*res), GFP_KERNEL);
 
@@ -634,6 +634,7 @@ struct resource * __request_region(struct resource *parent,
        res->start = start;
        res->end = start + n - 1;
        res->flags = IORESOURCE_BUSY;
+       res->flags |= flags;
 
        write_lock(&resource_lock);
 
@@ -679,7 +680,7 @@ int __check_region(struct resource *parent, resource_size_t start,
 {
        struct resource * res;
 
-       res = __request_region(parent, start, n, "check-region");
+       res = __request_region(parent, start, n, "check-region", 0);
        if (!res)
                return -EBUSY;
 
@@ -776,7 +777,7 @@ struct resource * __devm_request_region(struct device *dev,
        dr->start = start;
        dr->n = n;
 
-       res = __request_region(parent, start, n, name);
+       res = __request_region(parent, start, n, name, 0);
        if (res)
                devres_add(dev, dr);
        else
@@ -876,3 +877,57 @@ int iomem_map_sanity_check(resource_size_t addr, unsigned long size)
 
        return err;
 }
+
+#ifdef CONFIG_STRICT_DEVMEM
+static int strict_iomem_checks = 1;
+#else
+static int strict_iomem_checks;
+#endif
+
+/*
+ * check if an address is reserved in the iomem resource tree
+ * returns 1 if reserved, 0 if not reserved.
+ */
+int iomem_is_exclusive(u64 addr)
+{
+       struct resource *p = &iomem_resource;
+       int err = 0;
+       loff_t l;
+       int size = PAGE_SIZE;
+
+       if (!strict_iomem_checks)
+               return 0;
+
+       addr = addr & PAGE_MASK;
+
+       read_lock(&resource_lock);
+       for (p = p->child; p ; p = r_next(NULL, p, &l)) {
+               /*
+                * We can probably skip the resources without
+                * IORESOURCE_IO attribute?
+                */
+               if (p->start >= addr + size)
+                       break;
+               if (p->end < addr)
+                       continue;
+               if (p->flags & IORESOURCE_BUSY &&
+                    p->flags & IORESOURCE_EXCLUSIVE) {
+                       err = 1;
+                       break;
+               }
+       }
+       read_unlock(&resource_lock);
+
+       return err;
+}
+
+static int __init strict_iomem(char *str)
+{
+       if (strstr(str, "relaxed"))
+               strict_iomem_checks = 0;
+       if (strstr(str, "strict"))
+               strict_iomem_checks = 1;
+       return 1;
+}
+
+__setup("iomem=", strict_iomem);