138eb4a29SMichael S. Tsirkin /*
2a90fdce9SMichael S. Tsirkin  * Virtio PCI driver - legacy device support
338eb4a29SMichael S. Tsirkin  *
438eb4a29SMichael S. Tsirkin  * This module allows virtio devices to be used over a virtual PCI device.
538eb4a29SMichael S. Tsirkin  * This can be used with QEMU based VMMs like KVM or Xen.
638eb4a29SMichael S. Tsirkin  *
738eb4a29SMichael S. Tsirkin  * Copyright IBM Corp. 2007
8a90fdce9SMichael S. Tsirkin  * Copyright Red Hat, Inc. 2014
938eb4a29SMichael S. Tsirkin  *
1038eb4a29SMichael S. Tsirkin  * Authors:
1138eb4a29SMichael S. Tsirkin  *  Anthony Liguori  <aliguori@us.ibm.com>
12a90fdce9SMichael S. Tsirkin  *  Rusty Russell <rusty@rustcorp.com.au>
13a90fdce9SMichael S. Tsirkin  *  Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
1438eb4a29SMichael S. Tsirkin  *
1538eb4a29SMichael S. Tsirkin  * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
1638eb4a29SMichael S. Tsirkin  * See the COPYING file in the top-level directory.
1738eb4a29SMichael S. Tsirkin  *
1838eb4a29SMichael S. Tsirkin  */
1938eb4a29SMichael S. Tsirkin 
205f4c9760SMichael S. Tsirkin #include "virtio_pci_common.h"
2138eb4a29SMichael S. Tsirkin 
2238eb4a29SMichael S. Tsirkin /* virtio config->get_features() implementation */
2338eb4a29SMichael S. Tsirkin static u64 vp_get_features(struct virtio_device *vdev)
2438eb4a29SMichael S. Tsirkin {
2538eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
2638eb4a29SMichael S. Tsirkin 
2738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* When someone needs more than 32 feature bits, we'll need to
2838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	 * steal a bit to indicate that the rest are somewhere else. */
2938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	return ioread32(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_HOST_FEATURES);
3038eb4a29SMichael S. Tsirkin }
3138eb4a29SMichael S. Tsirkin 
3238eb4a29SMichael S. Tsirkin /* virtio config->finalize_features() implementation */
3338eb4a29SMichael S. Tsirkin static int vp_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
3438eb4a29SMichael S. Tsirkin {
3538eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
3638eb4a29SMichael S. Tsirkin 
3738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
3838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vring_transport_features(vdev);
3938eb4a29SMichael S. Tsirkin 
4038eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Make sure we don't have any features > 32 bits! */
4138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	BUG_ON((u32)vdev->features != vdev->features);
4238eb4a29SMichael S. Tsirkin 
4338eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* We only support 32 feature bits. */
4438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite32(vdev->features, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES);
4538eb4a29SMichael S. Tsirkin 
4638eb4a29SMichael S. Tsirkin 	return 0;
4738eb4a29SMichael S. Tsirkin }
4838eb4a29SMichael S. Tsirkin 
4938eb4a29SMichael S. Tsirkin /* virtio config->get() implementation */
5038eb4a29SMichael S. Tsirkin static void vp_get(struct virtio_device *vdev, unsigned offset,
5138eb4a29SMichael S. Tsirkin 		   void *buf, unsigned len)
5238eb4a29SMichael S. Tsirkin {
5338eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
5438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	void __iomem *ioaddr = vp_dev->ioaddr +
5538eb4a29SMichael S. Tsirkin 				VIRTIO_PCI_CONFIG(vp_dev) + offset;
5638eb4a29SMichael S. Tsirkin 	u8 *ptr = buf;
5738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	int i;
5838eb4a29SMichael S. Tsirkin 
5938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	for (i = 0; i < len; i++)
6038eb4a29SMichael S. Tsirkin 		ptr[i] = ioread8(ioaddr + i);
6138eb4a29SMichael S. Tsirkin }
6238eb4a29SMichael S. Tsirkin 
6338eb4a29SMichael S. Tsirkin /* the config->set() implementation.  it's symmetric to the config->get()
6438eb4a29SMichael S. Tsirkin  * implementation */
6538eb4a29SMichael S. Tsirkin static void vp_set(struct virtio_device *vdev, unsigned offset,
6638eb4a29SMichael S. Tsirkin 		   const void *buf, unsigned len)
6738eb4a29SMichael S. Tsirkin {
6838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
6938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	void __iomem *ioaddr = vp_dev->ioaddr +
7038eb4a29SMichael S. Tsirkin 				VIRTIO_PCI_CONFIG(vp_dev) + offset;
7138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	const u8 *ptr = buf;
7238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	int i;
7338eb4a29SMichael S. Tsirkin 
7438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	for (i = 0; i < len; i++)
7538eb4a29SMichael S. Tsirkin 		iowrite8(ptr[i], ioaddr + i);
7638eb4a29SMichael S. Tsirkin }
7738eb4a29SMichael S. Tsirkin 
7838eb4a29SMichael S. Tsirkin /* config->{get,set}_status() implementations */
7938eb4a29SMichael S. Tsirkin static u8 vp_get_status(struct virtio_device *vdev)
8038eb4a29SMichael S. Tsirkin {
8138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
8238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	return ioread8(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_STATUS);
8338eb4a29SMichael S. Tsirkin }
8438eb4a29SMichael S. Tsirkin 
8538eb4a29SMichael S. Tsirkin static void vp_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
8638eb4a29SMichael S. Tsirkin {
8738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
8838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* We should never be setting status to 0. */
8938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	BUG_ON(status == 0);
9038eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite8(status, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_STATUS);
9138eb4a29SMichael S. Tsirkin }
9238eb4a29SMichael S. Tsirkin 
9338eb4a29SMichael S. Tsirkin static void vp_reset(struct virtio_device *vdev)
9438eb4a29SMichael S. Tsirkin {
9538eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
9638eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* 0 status means a reset. */
9738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite8(0, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_STATUS);
9838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Flush out the status write, and flush in device writes,
9938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	 * including MSi-X interrupts, if any. */
10038eb4a29SMichael S. Tsirkin 	ioread8(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_STATUS);
10138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Flush pending VQ/configuration callbacks. */
10238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vp_synchronize_vectors(vdev);
10338eb4a29SMichael S. Tsirkin }
10438eb4a29SMichael S. Tsirkin 
10538eb4a29SMichael S. Tsirkin static u16 vp_config_vector(struct virtio_pci_device *vp_dev, u16 vector)
10638eb4a29SMichael S. Tsirkin {
10738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Setup the vector used for configuration events */
10838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite16(vector, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_MSI_CONFIG_VECTOR);
10938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Verify we had enough resources to assign the vector */
11038eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Will also flush the write out to device */
11138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	return ioread16(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_MSI_CONFIG_VECTOR);
11238eb4a29SMichael S. Tsirkin }
11338eb4a29SMichael S. Tsirkin 
11438eb4a29SMichael S. Tsirkin static struct virtqueue *setup_vq(struct virtio_pci_device *vp_dev,
1150a9b3f47SMichael S. Tsirkin 				  struct virtio_pci_vq_info *info,
11638eb4a29SMichael S. Tsirkin 				  unsigned index,
11738eb4a29SMichael S. Tsirkin 				  void (*callback)(struct virtqueue *vq),
11838eb4a29SMichael S. Tsirkin 				  const char *name,
119f94682ddSMichael S. Tsirkin 				  bool ctx,
12038eb4a29SMichael S. Tsirkin 				  u16 msix_vec)
12138eb4a29SMichael S. Tsirkin {
12238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtqueue *vq;
12338eb4a29SMichael S. Tsirkin 	u16 num;
12438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	int err;
12569599206SSuzuki K Poulose 	u64 q_pfn;
12638eb4a29SMichael S. Tsirkin 
12738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Select the queue we're interested in */
12838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite16(index, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL);
12938eb4a29SMichael S. Tsirkin 
13038eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Check if queue is either not available or already active. */
13138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	num = ioread16(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_NUM);
13238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	if (!num || ioread32(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN))
13338eb4a29SMichael S. Tsirkin 		return ERR_PTR(-ENOENT);
13438eb4a29SMichael S. Tsirkin 
1350a9b3f47SMichael S. Tsirkin 	info->msix_vector = msix_vec;
1360a9b3f47SMichael S. Tsirkin 
1377a5589b2SAndy Lutomirski 	/* create the vring */
1387a5589b2SAndy Lutomirski 	vq = vring_create_virtqueue(index, num,
1397a5589b2SAndy Lutomirski 				    VIRTIO_PCI_VRING_ALIGN, &vp_dev->vdev,
140f94682ddSMichael S. Tsirkin 				    true, false, ctx,
141f94682ddSMichael S. Tsirkin 				    vp_notify, callback, name);
1427a5589b2SAndy Lutomirski 	if (!vq)
14338eb4a29SMichael S. Tsirkin 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
14438eb4a29SMichael S. Tsirkin 
14569599206SSuzuki K Poulose 	q_pfn = virtqueue_get_desc_addr(vq) >> VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
14669599206SSuzuki K Poulose 	if (q_pfn >> 32) {
14769599206SSuzuki K Poulose 		dev_err(&vp_dev->pci_dev->dev,
14869599206SSuzuki K Poulose 			"platform bug: legacy virtio-mmio must not be used with RAM above 0x%llxGB\n",
14969599206SSuzuki K Poulose 			0x1ULL << (32 + PAGE_SHIFT - 30));
15069599206SSuzuki K Poulose 		err = -E2BIG;
15169599206SSuzuki K Poulose 		goto out_del_vq;
15269599206SSuzuki K Poulose 	}
15369599206SSuzuki K Poulose 
15438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* activate the queue */
15569599206SSuzuki K Poulose 	iowrite32(q_pfn, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN);
15638eb4a29SMichael S. Tsirkin 
15738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vq->priv = (void __force *)vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_NOTIFY;
15838eb4a29SMichael S. Tsirkin 
15938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	if (msix_vec != VIRTIO_MSI_NO_VECTOR) {
16038eb4a29SMichael S. Tsirkin 		iowrite16(msix_vec, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_MSI_QUEUE_VECTOR);
16138eb4a29SMichael S. Tsirkin 		msix_vec = ioread16(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_MSI_QUEUE_VECTOR);
16238eb4a29SMichael S. Tsirkin 		if (msix_vec == VIRTIO_MSI_NO_VECTOR) {
16338eb4a29SMichael S. Tsirkin 			err = -EBUSY;
1647a5589b2SAndy Lutomirski 			goto out_deactivate;
16538eb4a29SMichael S. Tsirkin 		}
16638eb4a29SMichael S. Tsirkin 	}
16738eb4a29SMichael S. Tsirkin 
16838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	return vq;
16938eb4a29SMichael S. Tsirkin 
1707a5589b2SAndy Lutomirski out_deactivate:
17138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite32(0, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN);
17269599206SSuzuki K Poulose out_del_vq:
1737a5589b2SAndy Lutomirski 	vring_del_virtqueue(vq);
17438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	return ERR_PTR(err);
17538eb4a29SMichael S. Tsirkin }
17638eb4a29SMichael S. Tsirkin 
1770a9b3f47SMichael S. Tsirkin static void del_vq(struct virtio_pci_vq_info *info)
17838eb4a29SMichael S. Tsirkin {
1790a9b3f47SMichael S. Tsirkin 	struct virtqueue *vq = info->vq;
18038eb4a29SMichael S. Tsirkin 	struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vq->vdev);
18138eb4a29SMichael S. Tsirkin 
18238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite16(vq->index, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL);
18338eb4a29SMichael S. Tsirkin 
1842008c154SMichael S. Tsirkin 	if (vp_dev->msix_enabled) {
18538eb4a29SMichael S. Tsirkin 		iowrite16(VIRTIO_MSI_NO_VECTOR,
18638eb4a29SMichael S. Tsirkin 			  vp_dev->ioaddr + VIRTIO_MSI_QUEUE_VECTOR);
18738eb4a29SMichael S. Tsirkin 		/* Flush the write out to device */
18838eb4a29SMichael S. Tsirkin 		ioread8(vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_ISR);
18938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	}
19038eb4a29SMichael S. Tsirkin 
19138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* Select and deactivate the queue */
19238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	iowrite32(0, vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN);
19338eb4a29SMichael S. Tsirkin 
1947a5589b2SAndy Lutomirski 	vring_del_virtqueue(vq);
19538eb4a29SMichael S. Tsirkin }
19638eb4a29SMichael S. Tsirkin 
19738eb4a29SMichael S. Tsirkin static const struct virtio_config_ops virtio_pci_config_ops = {
19838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.get		= vp_get,
19938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.set		= vp_set,
20038eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.get_status	= vp_get_status,
20138eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.set_status	= vp_set_status,
20238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.reset		= vp_reset,
20338eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.find_vqs	= vp_find_vqs,
20438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.del_vqs	= vp_del_vqs,
20538eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.get_features	= vp_get_features,
20638eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.finalize_features = vp_finalize_features,
20738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.bus_name	= vp_bus_name,
20838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	.set_vq_affinity = vp_set_vq_affinity,
209bbaba479SChristoph Hellwig 	.get_vq_affinity = vp_get_vq_affinity,
21038eb4a29SMichael S. Tsirkin };
21138eb4a29SMichael S. Tsirkin 
21238eb4a29SMichael S. Tsirkin /* the PCI probing function */
213ff31d2e2SMichael S. Tsirkin int virtio_pci_legacy_probe(struct virtio_pci_device *vp_dev)
21438eb4a29SMichael S. Tsirkin {
215ff31d2e2SMichael S. Tsirkin 	struct pci_dev *pci_dev = vp_dev->pci_dev;
21659a5b0f7SGerd Hoffmann 	int rc;
21738eb4a29SMichael S. Tsirkin 
21838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* We only own devices >= 0x1000 and <= 0x103f: leave the rest. */
21938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	if (pci_dev->device < 0x1000 || pci_dev->device > 0x103f)
22038eb4a29SMichael S. Tsirkin 		return -ENODEV;
22138eb4a29SMichael S. Tsirkin 
22238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	if (pci_dev->revision != VIRTIO_PCI_ABI_VERSION) {
22338eb4a29SMichael S. Tsirkin 		printk(KERN_ERR "virtio_pci: expected ABI version %d, got %d\n",
22438eb4a29SMichael S. Tsirkin 		       VIRTIO_PCI_ABI_VERSION, pci_dev->revision);
22538eb4a29SMichael S. Tsirkin 		return -ENODEV;
22638eb4a29SMichael S. Tsirkin 	}
22738eb4a29SMichael S. Tsirkin 
228a0be1db4SWill Deacon 	rc = dma_set_mask(&pci_dev->dev, DMA_BIT_MASK(64));
229a0be1db4SWill Deacon 	if (rc) {
230a0be1db4SWill Deacon 		rc = dma_set_mask_and_coherent(&pci_dev->dev, DMA_BIT_MASK(32));
231a0be1db4SWill Deacon 	} else {
232a0be1db4SWill Deacon 		/*
233a0be1db4SWill Deacon 		 * The virtio ring base address is expressed as a 32-bit PFN,
234a0be1db4SWill Deacon 		 * with a page size of 1 << VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT.
235a0be1db4SWill Deacon 		 */
236a0be1db4SWill Deacon 		dma_set_coherent_mask(&pci_dev->dev,
237a0be1db4SWill Deacon 				DMA_BIT_MASK(32 + VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT));
238a0be1db4SWill Deacon 	}
239a0be1db4SWill Deacon 
2407a5589b2SAndy Lutomirski 	if (rc)
2417a5589b2SAndy Lutomirski 		dev_warn(&pci_dev->dev, "Failed to enable 64-bit or 32-bit DMA.  Trying to continue, but this might not work.\n");
2427a5589b2SAndy Lutomirski 
24359a5b0f7SGerd Hoffmann 	rc = pci_request_region(pci_dev, 0, "virtio-pci-legacy");
24459a5b0f7SGerd Hoffmann 	if (rc)
24559a5b0f7SGerd Hoffmann 		return rc;
24659a5b0f7SGerd Hoffmann 
24759a5b0f7SGerd Hoffmann 	rc = -ENOMEM;
248ff31d2e2SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->ioaddr = pci_iomap(pci_dev, 0, 0);
249ff31d2e2SMichael S. Tsirkin 	if (!vp_dev->ioaddr)
25059a5b0f7SGerd Hoffmann 		goto err_iomap;
25138eb4a29SMichael S. Tsirkin 
25238eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->isr = vp_dev->ioaddr + VIRTIO_PCI_ISR;
25338eb4a29SMichael S. Tsirkin 
25438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	/* we use the subsystem vendor/device id as the virtio vendor/device
25538eb4a29SMichael S. Tsirkin 	 * id.  this allows us to use the same PCI vendor/device id for all
25638eb4a29SMichael S. Tsirkin 	 * virtio devices and to identify the particular virtio driver by
25738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	 * the subsystem ids */
25838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->vdev.id.vendor = pci_dev->subsystem_vendor;
25938eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->vdev.id.device = pci_dev->subsystem_device;
26038eb4a29SMichael S. Tsirkin 
261ff31d2e2SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->vdev.config = &virtio_pci_config_ops;
262ff31d2e2SMichael S. Tsirkin 
26338eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->config_vector = vp_config_vector;
26438eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->setup_vq = setup_vq;
26538eb4a29SMichael S. Tsirkin 	vp_dev->del_vq = del_vq;
26638eb4a29SMichael S. Tsirkin 
26738eb4a29SMichael S. Tsirkin 	return 0;
26859a5b0f7SGerd Hoffmann 
26959a5b0f7SGerd Hoffmann err_iomap:
27059a5b0f7SGerd Hoffmann 	pci_release_region(pci_dev, 0);
27159a5b0f7SGerd Hoffmann 	return rc;
27238eb4a29SMichael S. Tsirkin }
27338eb4a29SMichael S. Tsirkin 
274ff31d2e2SMichael S. Tsirkin void virtio_pci_legacy_remove(struct virtio_pci_device *vp_dev)
27538eb4a29SMichael S. Tsirkin {
276ff31d2e2SMichael S. Tsirkin 	struct pci_dev *pci_dev = vp_dev->pci_dev;
27738eb4a29SMichael S. Tsirkin 
27838eb4a29SMichael S. Tsirkin 	pci_iounmap(pci_dev, vp_dev->ioaddr);
27959a5b0f7SGerd Hoffmann 	pci_release_region(pci_dev, 0);
28038eb4a29SMichael S. Tsirkin }
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