virtio: harsher barriers for rpmsg.
[linux-2.6.git] / drivers / s390 / kvm / kvm_virtio.c
1 /*
2  * kvm_virtio.c - virtio for kvm on s390
3  *
4  * Copyright IBM Corp. 2008
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License (version 2 only)
8  * as published by the Free Software Foundation.
9  *
10  *    Author(s): Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
11  */
12
13 #include <linux/kernel_stat.h>
14 #include <linux/init.h>
15 #include <linux/bootmem.h>
16 #include <linux/err.h>
17 #include <linux/virtio.h>
18 #include <linux/virtio_config.h>
19 #include <linux/slab.h>
20 #include <linux/virtio_console.h>
21 #include <linux/interrupt.h>
22 #include <linux/virtio_ring.h>
23 #include <linux/export.h>
24 #include <linux/pfn.h>
25 #include <asm/io.h>
26 #include <asm/kvm_para.h>
27 #include <asm/kvm_virtio.h>
28 #include <asm/setup.h>
29 #include <asm/irq.h>
30
31 #define VIRTIO_SUBCODE_64 0x0D00
32
33 /*
34  * The pointer to our (page) of device descriptions.
35  */
36 static void *kvm_devices;
37 static struct work_struct hotplug_work;
38
39 struct kvm_device {
40         struct virtio_device vdev;
41         struct kvm_device_desc *desc;
42 };
43
44 #define to_kvmdev(vd) container_of(vd, struct kvm_device, vdev)
45
46 /*
47  * memory layout:
48  * - kvm_device_descriptor
49  *        struct kvm_device_desc
50  * - configuration
51  *        struct kvm_vqconfig
52  * - feature bits
53  * - config space
54  */
55 static struct kvm_vqconfig *kvm_vq_config(const struct kvm_device_desc *desc)
56 {
57         return (struct kvm_vqconfig *)(desc + 1);
58 }
59
60 static u8 *kvm_vq_features(const struct kvm_device_desc *desc)
61 {
62         return (u8 *)(kvm_vq_config(desc) + desc->num_vq);
63 }
64
65 static u8 *kvm_vq_configspace(const struct kvm_device_desc *desc)
66 {
67         return kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len * 2;
68 }
69
70 /*
71  * The total size of the config page used by this device (incl. desc)
72  */
73 static unsigned desc_size(const struct kvm_device_desc *desc)
74 {
75         return sizeof(*desc)
76                 + desc->num_vq * sizeof(struct kvm_vqconfig)
77                 + desc->feature_len * 2
78                 + desc->config_len;
79 }
80
81 /* This gets the device's feature bits. */
82 static u32 kvm_get_features(struct virtio_device *vdev)
83 {
84         unsigned int i;
85         u32 features = 0;
86         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
87         u8 *in_features = kvm_vq_features(desc);
88
89         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++)
90                 if (in_features[i / 8] & (1 << (i % 8)))
91                         features |= (1 << i);
92         return features;
93 }
94
95 static void kvm_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
96 {
97         unsigned int i, bits;
98         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
99         /* Second half of bitmap is features we accept. */
100         u8 *out_features = kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len;
101
102         /* Give virtio_ring a chance to accept features. */
103         vring_transport_features(vdev);
104
105         memset(out_features, 0, desc->feature_len);
106         bits = min_t(unsigned, desc->feature_len, sizeof(vdev->features)) * 8;
107         for (i = 0; i < bits; i++) {
108                 if (test_bit(i, vdev->features))
109                         out_features[i / 8] |= (1 << (i % 8));
110         }
111 }
112
113 /*
114  * Reading and writing elements in config space
115  */
116 static void kvm_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
117                    void *buf, unsigned len)
118 {
119         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
120
121         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
122         memcpy(buf, kvm_vq_configspace(desc) + offset, len);
123 }
124
125 static void kvm_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
126                    const void *buf, unsigned len)
127 {
128         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
129
130         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
131         memcpy(kvm_vq_configspace(desc) + offset, buf, len);
132 }
133
134 /*
135  * The operations to get and set the status word just access
136  * the status field of the device descriptor. set_status will also
137  * make a hypercall to the host, to tell about status changes
138  */
139 static u8 kvm_get_status(struct virtio_device *vdev)
140 {
141         return to_kvmdev(vdev)->desc->status;
142 }
143
144 static void kvm_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
145 {
146         BUG_ON(!status);
147         to_kvmdev(vdev)->desc->status = status;
148         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_SET_STATUS,
149                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
150 }
151
152 /*
153  * To reset the device, we use the KVM_VIRTIO_RESET hypercall, using the
154  * descriptor address. The Host will zero the status and all the
155  * features.
156  */
157 static void kvm_reset(struct virtio_device *vdev)
158 {
159         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_RESET,
160                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
161 }
162
163 /*
164  * When the virtio_ring code wants to notify the Host, it calls us here and we
165  * make a hypercall.  We hand the address  of the virtqueue so the Host
166  * knows which virtqueue we're talking about.
167  */
168 static void kvm_notify(struct virtqueue *vq)
169 {
170         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
171
172         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, config->address);
173 }
174
175 /*
176  * This routine finds the first virtqueue described in the configuration of
177  * this device and sets it up.
178  */
179 static struct virtqueue *kvm_find_vq(struct virtio_device *vdev,
180                                      unsigned index,
181                                      void (*callback)(struct virtqueue *vq),
182                                      const char *name)
183 {
184         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
185         struct kvm_vqconfig *config;
186         struct virtqueue *vq;
187         int err;
188
189         if (index >= kdev->desc->num_vq)
190                 return ERR_PTR(-ENOENT);
191
192         config = kvm_vq_config(kdev->desc)+index;
193
194         err = vmem_add_mapping(config->address,
195                                vring_size(config->num,
196                                           KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN));
197         if (err)
198                 goto out;
199
200         vq = vring_new_virtqueue(config->num, KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN,
201                                  vdev, true, (void *) config->address,
202                                  kvm_notify, callback, name);
203         if (!vq) {
204                 err = -ENOMEM;
205                 goto unmap;
206         }
207
208         /*
209          * register a callback token
210          * The host will sent this via the external interrupt parameter
211          */
212         config->token = (u64) vq;
213
214         vq->priv = config;
215         return vq;
216 unmap:
217         vmem_remove_mapping(config->address,
218                             vring_size(config->num,
219                                        KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN));
220 out:
221         return ERR_PTR(err);
222 }
223
224 static void kvm_del_vq(struct virtqueue *vq)
225 {
226         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
227
228         vring_del_virtqueue(vq);
229         vmem_remove_mapping(config->address,
230                             vring_size(config->num,
231                                        KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN));
232 }
233
234 static void kvm_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
235 {
236         struct virtqueue *vq, *n;
237
238         list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
239                 kvm_del_vq(vq);
240 }
241
242 static int kvm_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
243                         struct virtqueue *vqs[],
244                         vq_callback_t *callbacks[],
245                         const char *names[])
246 {
247         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
248         int i;
249
250         /* We must have this many virtqueues. */
251         if (nvqs > kdev->desc->num_vq)
252                 return -ENOENT;
253
254         for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
255                 vqs[i] = kvm_find_vq(vdev, i, callbacks[i], names[i]);
256                 if (IS_ERR(vqs[i]))
257                         goto error;
258         }
259         return 0;
260
261 error:
262         kvm_del_vqs(vdev);
263         return PTR_ERR(vqs[i]);
264 }
265
266 static const char *kvm_bus_name(struct virtio_device *vdev)
267 {
268         return "";
269 }
270
271 /*
272  * The config ops structure as defined by virtio config
273  */
274 static struct virtio_config_ops kvm_vq_configspace_ops = {
275         .get_features = kvm_get_features,
276         .finalize_features = kvm_finalize_features,
277         .get = kvm_get,
278         .set = kvm_set,
279         .get_status = kvm_get_status,
280         .set_status = kvm_set_status,
281         .reset = kvm_reset,
282         .find_vqs = kvm_find_vqs,
283         .del_vqs = kvm_del_vqs,
284         .bus_name = kvm_bus_name,
285 };
286
287 /*
288  * The root device for the kvm virtio devices.
289  * This makes them appear as /sys/devices/kvm_s390/0,1,2 not /sys/devices/0,1,2.
290  */
291 static struct device *kvm_root;
292
293 /*
294  * adds a new device and register it with virtio
295  * appropriate drivers are loaded by the device model
296  */
297 static void add_kvm_device(struct kvm_device_desc *d, unsigned int offset)
298 {
299         struct kvm_device *kdev;
300
301         kdev = kzalloc(sizeof(*kdev), GFP_KERNEL);
302         if (!kdev) {
303                 printk(KERN_EMERG "Cannot allocate kvm dev %u type %u\n",
304                        offset, d->type);
305                 return;
306         }
307
308         kdev->vdev.dev.parent = kvm_root;
309         kdev->vdev.id.device = d->type;
310         kdev->vdev.config = &kvm_vq_configspace_ops;
311         kdev->desc = d;
312
313         if (register_virtio_device(&kdev->vdev) != 0) {
314                 printk(KERN_ERR "Failed to register kvm device %u type %u\n",
315                        offset, d->type);
316                 kfree(kdev);
317         }
318 }
319
320 /*
321  * scan_devices() simply iterates through the device page.
322  * The type 0 is reserved to mean "end of devices".
323  */
324 static void scan_devices(void)
325 {
326         unsigned int i;
327         struct kvm_device_desc *d;
328
329         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
330                 d = kvm_devices + i;
331
332                 if (d->type == 0)
333                         break;
334
335                 add_kvm_device(d, i);
336         }
337 }
338
339 /*
340  * match for a kvm device with a specific desc pointer
341  */
342 static int match_desc(struct device *dev, void *data)
343 {
344         struct virtio_device *vdev = dev_to_virtio(dev);
345         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
346
347         return kdev->desc == data;
348 }
349
350 /*
351  * hotplug_device tries to find changes in the device page.
352  */
353 static void hotplug_devices(struct work_struct *dummy)
354 {
355         unsigned int i;
356         struct kvm_device_desc *d;
357         struct device *dev;
358
359         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
360                 d = kvm_devices + i;
361
362                 /* end of list */
363                 if (d->type == 0)
364                         break;
365
366                 /* device already exists */
367                 dev = device_find_child(kvm_root, d, match_desc);
368                 if (dev) {
369                         /* XXX check for hotplug remove */
370                         put_device(dev);
371                         continue;
372                 }
373
374                 /* new device */
375                 printk(KERN_INFO "Adding new virtio device %p\n", d);
376                 add_kvm_device(d, i);
377         }
378 }
379
380 /*
381  * we emulate the request_irq behaviour on top of s390 extints
382  */
383 static void kvm_extint_handler(unsigned int ext_int_code,
384                                unsigned int param32, unsigned long param64)
385 {
386         struct virtqueue *vq;
387         u16 subcode;
388         u32 param;
389
390         subcode = ext_int_code >> 16;
391         if ((subcode & 0xff00) != VIRTIO_SUBCODE_64)
392                 return;
393         kstat_cpu(smp_processor_id()).irqs[EXTINT_VRT]++;
394
395         /* The LSB might be overloaded, we have to mask it */
396         vq = (struct virtqueue *)(param64 & ~1UL);
397
398         /* We use ext_params to decide what this interrupt means */
399         param = param32 & VIRTIO_PARAM_MASK;
400
401         switch (param) {
402         case VIRTIO_PARAM_CONFIG_CHANGED:
403         {
404                 struct virtio_driver *drv;
405                 drv = container_of(vq->vdev->dev.driver,
406                                    struct virtio_driver, driver);
407                 if (drv->config_changed)
408                         drv->config_changed(vq->vdev);
409
410                 break;
411         }
412         case VIRTIO_PARAM_DEV_ADD:
413                 schedule_work(&hotplug_work);
414                 break;
415         case VIRTIO_PARAM_VRING_INTERRUPT:
416         default:
417                 vring_interrupt(0, vq);
418                 break;
419         }
420 }
421
422 /*
423  * Init function for virtio
424  * devices are in a single page above top of "normal" mem
425  */
426 static int __init kvm_devices_init(void)
427 {
428         int rc;
429
430         if (!MACHINE_IS_KVM)
431                 return -ENODEV;
432
433         kvm_root = root_device_register("kvm_s390");
434         if (IS_ERR(kvm_root)) {
435                 rc = PTR_ERR(kvm_root);
436                 printk(KERN_ERR "Could not register kvm_s390 root device");
437                 return rc;
438         }
439
440         rc = vmem_add_mapping(real_memory_size, PAGE_SIZE);
441         if (rc) {
442                 root_device_unregister(kvm_root);
443                 return rc;
444         }
445
446         kvm_devices = (void *) real_memory_size;
447
448         INIT_WORK(&hotplug_work, hotplug_devices);
449
450         service_subclass_irq_register();
451         register_external_interrupt(0x2603, kvm_extint_handler);
452
453         scan_devices();
454         return 0;
455 }
456
457 /* code for early console output with virtio_console */
458 static __init int early_put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
459 {
460         char scratch[17];
461         unsigned int len = count;
462
463         if (len > sizeof(scratch) - 1)
464                 len = sizeof(scratch) - 1;
465         scratch[len] = '\0';
466         memcpy(scratch, buf, len);
467         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, __pa(scratch));
468         return len;
469 }
470
471 static int __init s390_virtio_console_init(void)
472 {
473         if (!MACHINE_IS_KVM)
474                 return -ENODEV;
475         return virtio_cons_early_init(early_put_chars);
476 }
477 console_initcall(s390_virtio_console_init);
478
479
480 /*
481  * We do this after core stuff, but before the drivers.
482  */
483 postcore_initcall(kvm_devices_init);