Merge tag 'kvm-3.9-1' of git://git.kernel.org/pub/scm/virt/kvm/kvm
[linux-3.10.git] / drivers / s390 / kvm / kvm_virtio.c
1 /*
2  * 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/sclp.h>
29 #include <asm/setup.h>
30 #include <asm/irq.h>
31
32 #define VIRTIO_SUBCODE_64 0x0D00
33
34 /*
35  * The pointer to our (page) of device descriptions.
36  */
37 static void *kvm_devices;
38 static struct work_struct hotplug_work;
39
40 struct kvm_device {
41         struct virtio_device vdev;
42         struct kvm_device_desc *desc;
43 };
44
45 #define to_kvmdev(vd) container_of(vd, struct kvm_device, vdev)
46
47 /*
48  * memory layout:
49  * - kvm_device_descriptor
50  *        struct kvm_device_desc
51  * - configuration
52  *        struct kvm_vqconfig
53  * - feature bits
54  * - config space
55  */
56 static struct kvm_vqconfig *kvm_vq_config(const struct kvm_device_desc *desc)
57 {
58         return (struct kvm_vqconfig *)(desc + 1);
59 }
60
61 static u8 *kvm_vq_features(const struct kvm_device_desc *desc)
62 {
63         return (u8 *)(kvm_vq_config(desc) + desc->num_vq);
64 }
65
66 static u8 *kvm_vq_configspace(const struct kvm_device_desc *desc)
67 {
68         return kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len * 2;
69 }
70
71 /*
72  * The total size of the config page used by this device (incl. desc)
73  */
74 static unsigned desc_size(const struct kvm_device_desc *desc)
75 {
76         return sizeof(*desc)
77                 + desc->num_vq * sizeof(struct kvm_vqconfig)
78                 + desc->feature_len * 2
79                 + desc->config_len;
80 }
81
82 /* This gets the device's feature bits. */
83 static u32 kvm_get_features(struct virtio_device *vdev)
84 {
85         unsigned int i;
86         u32 features = 0;
87         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
88         u8 *in_features = kvm_vq_features(desc);
89
90         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++)
91                 if (in_features[i / 8] & (1 << (i % 8)))
92                         features |= (1 << i);
93         return features;
94 }
95
96 static void kvm_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
97 {
98         unsigned int i, bits;
99         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
100         /* Second half of bitmap is features we accept. */
101         u8 *out_features = kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len;
102
103         /* Give virtio_ring a chance to accept features. */
104         vring_transport_features(vdev);
105
106         memset(out_features, 0, desc->feature_len);
107         bits = min_t(unsigned, desc->feature_len, sizeof(vdev->features)) * 8;
108         for (i = 0; i < bits; i++) {
109                 if (test_bit(i, vdev->features))
110                         out_features[i / 8] |= (1 << (i % 8));
111         }
112 }
113
114 /*
115  * Reading and writing elements in config space
116  */
117 static void kvm_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
118                    void *buf, unsigned len)
119 {
120         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
121
122         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
123         memcpy(buf, kvm_vq_configspace(desc) + offset, len);
124 }
125
126 static void kvm_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
127                    const void *buf, unsigned len)
128 {
129         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
130
131         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
132         memcpy(kvm_vq_configspace(desc) + offset, buf, len);
133 }
134
135 /*
136  * The operations to get and set the status word just access
137  * the status field of the device descriptor. set_status will also
138  * make a hypercall to the host, to tell about status changes
139  */
140 static u8 kvm_get_status(struct virtio_device *vdev)
141 {
142         return to_kvmdev(vdev)->desc->status;
143 }
144
145 static void kvm_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
146 {
147         BUG_ON(!status);
148         to_kvmdev(vdev)->desc->status = status;
149         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_SET_STATUS,
150                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
151 }
152
153 /*
154  * To reset the device, we use the KVM_VIRTIO_RESET hypercall, using the
155  * descriptor address. The Host will zero the status and all the
156  * features.
157  */
158 static void kvm_reset(struct virtio_device *vdev)
159 {
160         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_RESET,
161                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
162 }
163
164 /*
165  * When the virtio_ring code wants to notify the Host, it calls us here and we
166  * make a hypercall.  We hand the address  of the virtqueue so the Host
167  * knows which virtqueue we're talking about.
168  */
169 static void kvm_notify(struct virtqueue *vq)
170 {
171         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
172
173         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, config->address);
174 }
175
176 /*
177  * This routine finds the first virtqueue described in the configuration of
178  * this device and sets it up.
179  */
180 static struct virtqueue *kvm_find_vq(struct virtio_device *vdev,
181                                      unsigned index,
182                                      void (*callback)(struct virtqueue *vq),
183                                      const char *name)
184 {
185         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
186         struct kvm_vqconfig *config;
187         struct virtqueue *vq;
188         int err;
189
190         if (index >= kdev->desc->num_vq)
191                 return ERR_PTR(-ENOENT);
192
193         if (!name)
194                 return NULL;
195
196         config = kvm_vq_config(kdev->desc)+index;
197
198         err = vmem_add_mapping(config->address,
199                                vring_size(config->num,
200                                           KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN));
201         if (err)
202                 goto out;
203
204         vq = vring_new_virtqueue(index, config->num, KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN,
205                                  vdev, true, (void *) config->address,
206                                  kvm_notify, callback, name);
207         if (!vq) {
208                 err = -ENOMEM;
209                 goto unmap;
210         }
211
212         /*
213          * register a callback token
214          * The host will sent this via the external interrupt parameter
215          */
216         config->token = (u64) vq;
217
218         vq->priv = config;
219         return vq;
220 unmap:
221         vmem_remove_mapping(config->address,
222                             vring_size(config->num,
223                                        KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN));
224 out:
225         return ERR_PTR(err);
226 }
227
228 static void kvm_del_vq(struct virtqueue *vq)
229 {
230         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
231
232         vring_del_virtqueue(vq);
233         vmem_remove_mapping(config->address,
234                             vring_size(config->num,
235                                        KVM_S390_VIRTIO_RING_ALIGN));
236 }
237
238 static void kvm_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
239 {
240         struct virtqueue *vq, *n;
241
242         list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
243                 kvm_del_vq(vq);
244 }
245
246 static int kvm_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
247                         struct virtqueue *vqs[],
248                         vq_callback_t *callbacks[],
249                         const char *names[])
250 {
251         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
252         int i;
253
254         /* We must have this many virtqueues. */
255         if (nvqs > kdev->desc->num_vq)
256                 return -ENOENT;
257
258         for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
259                 vqs[i] = kvm_find_vq(vdev, i, callbacks[i], names[i]);
260                 if (IS_ERR(vqs[i]))
261                         goto error;
262         }
263         return 0;
264
265 error:
266         kvm_del_vqs(vdev);
267         return PTR_ERR(vqs[i]);
268 }
269
270 static const char *kvm_bus_name(struct virtio_device *vdev)
271 {
272         return "";
273 }
274
275 /*
276  * The config ops structure as defined by virtio config
277  */
278 static struct virtio_config_ops kvm_vq_configspace_ops = {
279         .get_features = kvm_get_features,
280         .finalize_features = kvm_finalize_features,
281         .get = kvm_get,
282         .set = kvm_set,
283         .get_status = kvm_get_status,
284         .set_status = kvm_set_status,
285         .reset = kvm_reset,
286         .find_vqs = kvm_find_vqs,
287         .del_vqs = kvm_del_vqs,
288         .bus_name = kvm_bus_name,
289 };
290
291 /*
292  * The root device for the kvm virtio devices.
293  * This makes them appear as /sys/devices/kvm_s390/0,1,2 not /sys/devices/0,1,2.
294  */
295 static struct device *kvm_root;
296
297 /*
298  * adds a new device and register it with virtio
299  * appropriate drivers are loaded by the device model
300  */
301 static void add_kvm_device(struct kvm_device_desc *d, unsigned int offset)
302 {
303         struct kvm_device *kdev;
304
305         kdev = kzalloc(sizeof(*kdev), GFP_KERNEL);
306         if (!kdev) {
307                 printk(KERN_EMERG "Cannot allocate kvm dev %u type %u\n",
308                        offset, d->type);
309                 return;
310         }
311
312         kdev->vdev.dev.parent = kvm_root;
313         kdev->vdev.id.device = d->type;
314         kdev->vdev.config = &kvm_vq_configspace_ops;
315         kdev->desc = d;
316
317         if (register_virtio_device(&kdev->vdev) != 0) {
318                 printk(KERN_ERR "Failed to register kvm device %u type %u\n",
319                        offset, d->type);
320                 kfree(kdev);
321         }
322 }
323
324 /*
325  * scan_devices() simply iterates through the device page.
326  * The type 0 is reserved to mean "end of devices".
327  */
328 static void scan_devices(void)
329 {
330         unsigned int i;
331         struct kvm_device_desc *d;
332
333         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
334                 d = kvm_devices + i;
335
336                 if (d->type == 0)
337                         break;
338
339                 add_kvm_device(d, i);
340         }
341 }
342
343 /*
344  * match for a kvm device with a specific desc pointer
345  */
346 static int match_desc(struct device *dev, void *data)
347 {
348         struct virtio_device *vdev = dev_to_virtio(dev);
349         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
350
351         return kdev->desc == data;
352 }
353
354 /*
355  * hotplug_device tries to find changes in the device page.
356  */
357 static void hotplug_devices(struct work_struct *dummy)
358 {
359         unsigned int i;
360         struct kvm_device_desc *d;
361         struct device *dev;
362
363         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
364                 d = kvm_devices + i;
365
366                 /* end of list */
367                 if (d->type == 0)
368                         break;
369
370                 /* device already exists */
371                 dev = device_find_child(kvm_root, d, match_desc);
372                 if (dev) {
373                         /* XXX check for hotplug remove */
374                         put_device(dev);
375                         continue;
376                 }
377
378                 /* new device */
379                 printk(KERN_INFO "Adding new virtio device %p\n", d);
380                 add_kvm_device(d, i);
381         }
382 }
383
384 /*
385  * we emulate the request_irq behaviour on top of s390 extints
386  */
387 static void kvm_extint_handler(struct ext_code ext_code,
388                                unsigned int param32, unsigned long param64)
389 {
390         struct virtqueue *vq;
391         u32 param;
392
393         if ((ext_code.subcode & 0xff00) != VIRTIO_SUBCODE_64)
394                 return;
395         inc_irq_stat(IRQEXT_VRT);
396
397         /* The LSB might be overloaded, we have to mask it */
398         vq = (struct virtqueue *)(param64 & ~1UL);
399
400         /* We use ext_params to decide what this interrupt means */
401         param = param32 & VIRTIO_PARAM_MASK;
402
403         switch (param) {
404         case VIRTIO_PARAM_CONFIG_CHANGED:
405         {
406                 struct virtio_driver *drv;
407                 drv = container_of(vq->vdev->dev.driver,
408                                    struct virtio_driver, driver);
409                 if (drv->config_changed)
410                         drv->config_changed(vq->vdev);
411
412                 break;
413         }
414         case VIRTIO_PARAM_DEV_ADD:
415                 schedule_work(&hotplug_work);
416                 break;
417         case VIRTIO_PARAM_VRING_INTERRUPT:
418         default:
419                 vring_interrupt(0, vq);
420                 break;
421         }
422 }
423
424 /*
425  * For s390-virtio, we expect a page above main storage containing
426  * the virtio configuration. Try to actually load from this area
427  * in order to figure out if the host provides this page.
428  */
429 static int __init test_devices_support(unsigned long addr)
430 {
431         int ret = -EIO;
432
433         asm volatile(
434                 "0:     lura    0,%1\n"
435                 "1:     xgr     %0,%0\n"
436                 "2:\n"
437                 EX_TABLE(0b,2b)
438                 EX_TABLE(1b,2b)
439                 : "+d" (ret)
440                 : "a" (addr)
441                 : "0", "cc");
442         return ret;
443 }
444 /*
445  * Init function for virtio
446  * devices are in a single page above top of "normal" mem
447  */
448 static int __init kvm_devices_init(void)
449 {
450         int rc;
451
452         if (!MACHINE_IS_KVM)
453                 return -ENODEV;
454
455         if (test_devices_support(real_memory_size) < 0)
456                 return -ENODEV;
457
458         rc = vmem_add_mapping(real_memory_size, PAGE_SIZE);
459         if (rc)
460                 return rc;
461
462         kvm_devices = (void *) real_memory_size;
463
464         kvm_root = root_device_register("kvm_s390");
465         if (IS_ERR(kvm_root)) {
466                 rc = PTR_ERR(kvm_root);
467                 printk(KERN_ERR "Could not register kvm_s390 root device");
468                 vmem_remove_mapping(real_memory_size, PAGE_SIZE);
469                 return rc;
470         }
471
472         INIT_WORK(&hotplug_work, hotplug_devices);
473
474         service_subclass_irq_register();
475         register_external_interrupt(0x2603, kvm_extint_handler);
476
477         scan_devices();
478         return 0;
479 }
480
481 /* code for early console output with virtio_console */
482 static __init int early_put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
483 {
484         char scratch[17];
485         unsigned int len = count;
486
487         if (len > sizeof(scratch) - 1)
488                 len = sizeof(scratch) - 1;
489         scratch[len] = '\0';
490         memcpy(scratch, buf, len);
491         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, __pa(scratch));
492         return len;
493 }
494
495 static int __init s390_virtio_console_init(void)
496 {
497         if (sclp_has_vt220() || sclp_has_linemode())
498                 return -ENODEV;
499         return virtio_cons_early_init(early_put_chars);
500 }
501 console_initcall(s390_virtio_console_init);
502
503
504 /*
505  * We do this after core stuff, but before the drivers.
506  */
507 postcore_initcall(kvm_devices_init);