xref: /openbmc/linux/drivers/virtio/virtio_vdpa.c (revision 25b892b5)
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 *
46 to_virtio_vdpa_device(struct virtio_device *dev)
47 {
48 	return container_of(dev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
49 }
50 
51 static struct vdpa_device *vd_get_vdpa(struct virtio_device *vdev)
52 {
53 	return to_virtio_vdpa_device(vdev)->vdpa;
54 }
55 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 
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 *
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 	/* Assume split virtqueue, switch to packed if necessary */
146 	struct vdpa_vq_state state = {0};
147 	unsigned long flags;
148 	u32 align, num;
149 	int err;
150 
151 	if (!name)
152 		return NULL;
153 
154 	if (index >= vdpa->nvqs)
155 		return ERR_PTR(-ENOENT);
156 
157 	/* Queue shouldn't already be set up. */
158 	if (ops->get_vq_ready(vdpa, index))
159 		return ERR_PTR(-ENOENT);
160 
161 	/* Allocate and fill out our active queue description */
162 	info = kmalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
163 	if (!info)
164 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
165 
166 	num = ops->get_vq_num_max(vdpa);
167 	if (num == 0) {
168 		err = -ENOENT;
169 		goto error_new_virtqueue;
170 	}
171 
172 	/* Create the vring */
173 	align = ops->get_vq_align(vdpa);
174 	vq = vring_create_virtqueue(index, num, align, vdev,
175 				    true, true, ctx,
176 				    virtio_vdpa_notify, callback, name);
177 	if (!vq) {
178 		err = -ENOMEM;
179 		goto error_new_virtqueue;
180 	}
181 
182 	/* Setup virtqueue callback */
183 	cb.callback = virtio_vdpa_virtqueue_cb;
184 	cb.private = info;
185 	ops->set_vq_cb(vdpa, index, &cb);
186 	ops->set_vq_num(vdpa, index, virtqueue_get_vring_size(vq));
187 
188 	desc_addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
189 	driver_addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
190 	device_addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
191 
192 	if (ops->set_vq_address(vdpa, index,
193 				desc_addr, driver_addr,
194 				device_addr)) {
195 		err = -EINVAL;
196 		goto err_vq;
197 	}
198 
199 	/* reset virtqueue state index */
200 	if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_RING_PACKED)) {
201 		struct vdpa_vq_state_packed *s = &state.packed;
202 
203 		s->last_avail_counter = 1;
204 		s->last_avail_idx = 0;
205 		s->last_used_counter = 1;
206 		s->last_used_idx = 0;
207 	}
208 	err = ops->set_vq_state(vdpa, index, &state);
209 	if (err)
210 		goto err_vq;
211 
212 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
213 
214 	vq->priv = info;
215 	info->vq = vq;
216 
217 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
218 	list_add(&info->node, &vd_dev->virtqueues);
219 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
220 
221 	return vq;
222 
223 err_vq:
224 	vring_del_virtqueue(vq);
225 error_new_virtqueue:
226 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
227 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
228 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
229 	kfree(info);
230 	return ERR_PTR(err);
231 }
232 
233 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
234 {
235 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
236 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
237 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
238 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = vq->priv;
239 	unsigned int index = vq->index;
240 	unsigned long flags;
241 
242 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
243 	list_del(&info->node);
244 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
245 
246 	/* Select and deactivate the queue (best effort) */
247 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
248 
249 	vring_del_virtqueue(vq);
250 
251 	kfree(info);
252 }
253 
254 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
255 {
256 	struct virtqueue *vq, *n;
257 
258 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
259 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
260 }
261 
262 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
263 				struct virtqueue *vqs[],
264 				vq_callback_t *callbacks[],
265 				const char * const names[],
266 				const bool *ctx,
267 				struct irq_affinity *desc)
268 {
269 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
270 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
271 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
272 	struct vdpa_callback cb;
273 	int i, err, queue_idx = 0;
274 
275 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
276 		if (!names[i]) {
277 			vqs[i] = NULL;
278 			continue;
279 		}
280 
281 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++,
282 					      callbacks[i], names[i], ctx ?
283 					      ctx[i] : false);
284 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
285 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
286 			goto err_setup_vq;
287 		}
288 	}
289 
290 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
291 	cb.private = vd_dev;
292 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
293 
294 	return 0;
295 
296 err_setup_vq:
297 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
298 	return err;
299 }
300 
301 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
302 {
303 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
304 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
305 
306 	return ops->get_features(vdpa);
307 }
308 
309 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
310 {
311 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
312 
313 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
314 	vring_transport_features(vdev);
315 
316 	return vdpa_set_features(vdpa, vdev->features);
317 }
318 
319 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
320 {
321 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
322 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
323 
324 	return dev_name(&vdpa->dev);
325 }
326 
327 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
328 	.get		= virtio_vdpa_get,
329 	.set		= virtio_vdpa_set,
330 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
331 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
332 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
333 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
334 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
335 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
336 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
337 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
338 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
339 };
340 
341 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
342 {
343 	struct virtio_device *vdev =
344 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
345 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
346 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
347 
348 	kfree(vd_dev);
349 }
350 
351 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
352 {
353 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
354 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
355 	int ret = -EINVAL;
356 
357 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
358 	if (!vd_dev)
359 		return -ENOMEM;
360 
361 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
362 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
363 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
364 	vd_dev->vdpa = vdpa;
365 	INIT_LIST_HEAD(&vd_dev->virtqueues);
366 	spin_lock_init(&vd_dev->lock);
367 
368 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
369 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
370 		goto err;
371 
372 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
373 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
374 	reg_dev = vd_dev;
375 	if (ret)
376 		goto err;
377 
378 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
379 
380 	return 0;
381 
382 err:
383 	if (reg_dev)
384 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
385 	else
386 		kfree(vd_dev);
387 	return ret;
388 }
389 
390 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
391 {
392 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
393 
394 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
395 }
396 
397 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
398 	.driver = {
399 		.name	= "virtio_vdpa",
400 	},
401 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
402 	.remove = virtio_vdpa_remove,
403 };
404 
405 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
406 
407 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
408 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
409 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
410 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
411