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1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * VIRTIO based driver for vDPA device
4  *
5  * Copyright (c) 2020, Red Hat. All rights reserved.
6  *     Author: Jason Wang <jasowang@redhat.com>
7  *
8  */
9 
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/uuid.h>
16 #include <linux/virtio.h>
17 #include <linux/vdpa.h>
18 #include <linux/virtio_config.h>
19 #include <linux/virtio_ring.h>
20 
21 #define MOD_VERSION  "0.1"
22 #define MOD_AUTHOR   "Jason Wang <jasowang@redhat.com>"
23 #define MOD_DESC     "vDPA bus driver for virtio devices"
24 #define MOD_LICENSE  "GPL v2"
25 
26 struct virtio_vdpa_device {
27 	struct virtio_device vdev;
28 	struct vdpa_device *vdpa;
29 	u64 features;
30 
31 	/* The lock to protect virtqueue list */
32 	spinlock_t lock;
33 	/* List of virtio_vdpa_vq_info */
34 	struct list_head virtqueues;
35 };
36 
37 struct virtio_vdpa_vq_info {
38 	/* the actual virtqueue */
39 	struct virtqueue *vq;
40 
41 	/* the list node for the virtqueues list */
42 	struct list_head node;
43 };
44 
45 static inline struct virtio_vdpa_device *
to_virtio_vdpa_device(struct virtio_device * dev)46 to_virtio_vdpa_device(struct virtio_device *dev)
47 {
48 	return container_of(dev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
49 }
50 
vd_get_vdpa(struct virtio_device * vdev)51 static struct vdpa_device *vd_get_vdpa(struct virtio_device *vdev)
52 {
53 	return to_virtio_vdpa_device(vdev)->vdpa;
54 }
55 
virtio_vdpa_get(struct virtio_device * vdev,unsigned offset,void * buf,unsigned len)56 static void virtio_vdpa_get(struct virtio_device *vdev, unsigned offset,
57 			    void *buf, unsigned len)
58 {
59 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
60 
61 	vdpa_get_config(vdpa, offset, buf, len);
62 }
63 
virtio_vdpa_set(struct virtio_device * vdev,unsigned offset,const void * buf,unsigned len)64 static void virtio_vdpa_set(struct virtio_device *vdev, unsigned offset,
65 			    const void *buf, unsigned len)
66 {
67 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
68 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
69 
70 	ops->set_config(vdpa, offset, buf, len);
71 }
72 
virtio_vdpa_generation(struct virtio_device * vdev)73 static u32 virtio_vdpa_generation(struct virtio_device *vdev)
74 {
75 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
76 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
77 
78 	if (ops->get_generation)
79 		return ops->get_generation(vdpa);
80 
81 	return 0;
82 }
83 
virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device * vdev)84 static u8 virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device *vdev)
85 {
86 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
87 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
88 
89 	return ops->get_status(vdpa);
90 }
91 
virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device * vdev,u8 status)92 static void virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
93 {
94 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
95 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
96 
97 	return ops->set_status(vdpa, status);
98 }
99 
virtio_vdpa_reset(struct virtio_device * vdev)100 static void virtio_vdpa_reset(struct virtio_device *vdev)
101 {
102 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
103 
104 	vdpa_reset(vdpa);
105 }
106 
virtio_vdpa_notify(struct virtqueue * vq)107 static bool virtio_vdpa_notify(struct virtqueue *vq)
108 {
109 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
110 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
111 
112 	ops->kick_vq(vdpa, vq->index);
113 
114 	return true;
115 }
116 
virtio_vdpa_config_cb(void * private)117 static irqreturn_t virtio_vdpa_config_cb(void *private)
118 {
119 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = private;
120 
121 	virtio_config_changed(&vd_dev->vdev);
122 
123 	return IRQ_HANDLED;
124 }
125 
virtio_vdpa_virtqueue_cb(void * private)126 static irqreturn_t virtio_vdpa_virtqueue_cb(void *private)
127 {
128 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = private;
129 
130 	return vring_interrupt(0, info->vq);
131 }
132 
133 static struct virtqueue *
virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device * vdev,unsigned int index,void (* callback)(struct virtqueue * vq),const char * name,bool ctx)134 virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned int index,
135 		     void (*callback)(struct virtqueue *vq),
136 		     const char *name, bool ctx)
137 {
138 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
139 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
140 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
141 	struct virtio_vdpa_vq_info *info;
142 	struct vdpa_callback cb;
143 	struct virtqueue *vq;
144 	u64 desc_addr, driver_addr, device_addr;
145 	unsigned long flags;
146 	u32 align, num;
147 	int err;
148 
149 	if (!name)
150 		return NULL;
151 
152 	if (index >= vdpa->nvqs)
153 		return ERR_PTR(-ENOENT);
154 
155 	/* Queue shouldn't already be set up. */
156 	if (ops->get_vq_ready(vdpa, index))
157 		return ERR_PTR(-ENOENT);
158 
159 	/* Allocate and fill out our active queue description */
160 	info = kmalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
161 	if (!info)
162 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
163 
164 	num = ops->get_vq_num_max(vdpa);
165 	if (num == 0) {
166 		err = -ENOENT;
167 		goto error_new_virtqueue;
168 	}
169 
170 	/* Create the vring */
171 	align = ops->get_vq_align(vdpa);
172 	vq = vring_create_virtqueue(index, num, align, vdev,
173 				    true, true, ctx,
174 				    virtio_vdpa_notify, callback, name);
175 	if (!vq) {
176 		err = -ENOMEM;
177 		goto error_new_virtqueue;
178 	}
179 
180 	/* Setup virtqueue callback */
181 	cb.callback = virtio_vdpa_virtqueue_cb;
182 	cb.private = info;
183 	ops->set_vq_cb(vdpa, index, &cb);
184 	ops->set_vq_num(vdpa, index, virtqueue_get_vring_size(vq));
185 
186 	desc_addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
187 	driver_addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
188 	device_addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
189 
190 	if (ops->set_vq_address(vdpa, index,
191 				desc_addr, driver_addr,
192 				device_addr)) {
193 		err = -EINVAL;
194 		goto err_vq;
195 	}
196 
197 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
198 
199 	vq->priv = info;
200 	info->vq = vq;
201 
202 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
203 	list_add(&info->node, &vd_dev->virtqueues);
204 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
205 
206 	return vq;
207 
208 err_vq:
209 	vring_del_virtqueue(vq);
210 error_new_virtqueue:
211 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
212 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
213 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
214 	kfree(info);
215 	return ERR_PTR(err);
216 }
217 
virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue * vq)218 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
219 {
220 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
221 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
222 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
223 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = vq->priv;
224 	unsigned int index = vq->index;
225 	unsigned long flags;
226 
227 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
228 	list_del(&info->node);
229 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
230 
231 	/* Select and deactivate the queue */
232 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
233 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
234 
235 	vring_del_virtqueue(vq);
236 
237 	kfree(info);
238 }
239 
virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device * vdev)240 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
241 {
242 	struct virtqueue *vq, *n;
243 
244 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
245 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
246 }
247 
virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device * vdev,unsigned nvqs,struct virtqueue * vqs[],vq_callback_t * callbacks[],const char * const names[],const bool * ctx,struct irq_affinity * desc)248 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
249 				struct virtqueue *vqs[],
250 				vq_callback_t *callbacks[],
251 				const char * const names[],
252 				const bool *ctx,
253 				struct irq_affinity *desc)
254 {
255 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
256 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
257 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
258 	struct vdpa_callback cb;
259 	int i, err, queue_idx = 0;
260 
261 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
262 		if (!names[i]) {
263 			vqs[i] = NULL;
264 			continue;
265 		}
266 
267 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++,
268 					      callbacks[i], names[i], ctx ?
269 					      ctx[i] : false);
270 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
271 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
272 			goto err_setup_vq;
273 		}
274 	}
275 
276 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
277 	cb.private = vd_dev;
278 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
279 
280 	return 0;
281 
282 err_setup_vq:
283 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
284 	return err;
285 }
286 
virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device * vdev)287 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
288 {
289 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
290 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
291 
292 	return ops->get_features(vdpa);
293 }
294 
virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device * vdev)295 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
296 {
297 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
298 
299 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
300 	vring_transport_features(vdev);
301 
302 	return vdpa_set_features(vdpa, vdev->features);
303 }
304 
virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device * vdev)305 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
306 {
307 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
308 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
309 
310 	return dev_name(&vdpa->dev);
311 }
312 
313 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
314 	.get		= virtio_vdpa_get,
315 	.set		= virtio_vdpa_set,
316 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
317 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
318 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
319 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
320 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
321 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
322 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
323 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
324 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
325 };
326 
virtio_vdpa_release_dev(struct device * _d)327 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
328 {
329 	struct virtio_device *vdev =
330 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
331 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
332 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
333 
334 	kfree(vd_dev);
335 }
336 
virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device * vdpa)337 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
338 {
339 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
340 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
341 	int ret = -EINVAL;
342 
343 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
344 	if (!vd_dev)
345 		return -ENOMEM;
346 
347 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
348 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
349 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
350 	vd_dev->vdpa = vdpa;
351 	INIT_LIST_HEAD(&vd_dev->virtqueues);
352 	spin_lock_init(&vd_dev->lock);
353 
354 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
355 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
356 		goto err;
357 
358 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
359 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
360 	reg_dev = vd_dev;
361 	if (ret)
362 		goto err;
363 
364 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
365 
366 	return 0;
367 
368 err:
369 	if (reg_dev)
370 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
371 	else
372 		kfree(vd_dev);
373 	return ret;
374 }
375 
virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device * vdpa)376 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
377 {
378 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
379 
380 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
381 }
382 
383 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
384 	.driver = {
385 		.name	= "virtio_vdpa",
386 	},
387 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
388 	.remove = virtio_vdpa_remove,
389 };
390 
391 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
392 
393 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
394 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
395 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
396 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
397