xref: /openbmc/linux/drivers/virtio/virtio_vdpa.c (revision 5efb685b)
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 int offset,
57 			    void *buf, unsigned int 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 int offset,
65 			    const void *buf, unsigned int len)
66 {
67 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
68 
69 	vdpa_set_config(vdpa, offset, buf, len);
70 }
71 
72 static u32 virtio_vdpa_generation(struct virtio_device *vdev)
73 {
74 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
75 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
76 
77 	if (ops->get_generation)
78 		return ops->get_generation(vdpa);
79 
80 	return 0;
81 }
82 
83 static u8 virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device *vdev)
84 {
85 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
86 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
87 
88 	return ops->get_status(vdpa);
89 }
90 
91 static void virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
92 {
93 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
94 
95 	return vdpa_set_status(vdpa, status);
96 }
97 
98 static void virtio_vdpa_reset(struct virtio_device *vdev)
99 {
100 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
101 
102 	vdpa_reset(vdpa);
103 }
104 
105 static bool virtio_vdpa_notify(struct virtqueue *vq)
106 {
107 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
108 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
109 
110 	ops->kick_vq(vdpa, vq->index);
111 
112 	return true;
113 }
114 
115 static irqreturn_t virtio_vdpa_config_cb(void *private)
116 {
117 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = private;
118 
119 	virtio_config_changed(&vd_dev->vdev);
120 
121 	return IRQ_HANDLED;
122 }
123 
124 static irqreturn_t virtio_vdpa_virtqueue_cb(void *private)
125 {
126 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = private;
127 
128 	return vring_interrupt(0, info->vq);
129 }
130 
131 static struct virtqueue *
132 virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned int index,
133 		     void (*callback)(struct virtqueue *vq),
134 		     const char *name, bool ctx)
135 {
136 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
137 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
138 	struct device *dma_dev;
139 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
140 	struct virtio_vdpa_vq_info *info;
141 	struct vdpa_callback cb;
142 	struct virtqueue *vq;
143 	u64 desc_addr, driver_addr, device_addr;
144 	/* Assume split virtqueue, switch to packed if necessary */
145 	struct vdpa_vq_state state = {0};
146 	unsigned long flags;
147 	u32 align, max_num, min_num = 1;
148 	bool may_reduce_num = true;
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 	max_num = ops->get_vq_num_max(vdpa);
167 	if (max_num == 0) {
168 		err = -ENOENT;
169 		goto error_new_virtqueue;
170 	}
171 
172 	if (ops->get_vq_num_min)
173 		min_num = ops->get_vq_num_min(vdpa);
174 
175 	may_reduce_num = (max_num == min_num) ? false : true;
176 
177 	/* Create the vring */
178 	align = ops->get_vq_align(vdpa);
179 
180 	if (ops->get_vq_dma_dev)
181 		dma_dev = ops->get_vq_dma_dev(vdpa, index);
182 	else
183 		dma_dev = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
184 	vq = vring_create_virtqueue_dma(index, max_num, align, vdev,
185 					true, may_reduce_num, ctx,
186 					virtio_vdpa_notify, callback,
187 					name, dma_dev);
188 	if (!vq) {
189 		err = -ENOMEM;
190 		goto error_new_virtqueue;
191 	}
192 
193 	vq->num_max = max_num;
194 
195 	/* Setup virtqueue callback */
196 	cb.callback = callback ? virtio_vdpa_virtqueue_cb : NULL;
197 	cb.private = info;
198 	ops->set_vq_cb(vdpa, index, &cb);
199 	ops->set_vq_num(vdpa, index, virtqueue_get_vring_size(vq));
200 
201 	desc_addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
202 	driver_addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
203 	device_addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
204 
205 	if (ops->set_vq_address(vdpa, index,
206 				desc_addr, driver_addr,
207 				device_addr)) {
208 		err = -EINVAL;
209 		goto err_vq;
210 	}
211 
212 	/* reset virtqueue state index */
213 	if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_RING_PACKED)) {
214 		struct vdpa_vq_state_packed *s = &state.packed;
215 
216 		s->last_avail_counter = 1;
217 		s->last_avail_idx = 0;
218 		s->last_used_counter = 1;
219 		s->last_used_idx = 0;
220 	}
221 	err = ops->set_vq_state(vdpa, index, &state);
222 	if (err)
223 		goto err_vq;
224 
225 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
226 
227 	vq->priv = info;
228 	info->vq = vq;
229 
230 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
231 	list_add(&info->node, &vd_dev->virtqueues);
232 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
233 
234 	return vq;
235 
236 err_vq:
237 	vring_del_virtqueue(vq);
238 error_new_virtqueue:
239 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
240 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
241 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
242 	kfree(info);
243 	return ERR_PTR(err);
244 }
245 
246 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
247 {
248 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
249 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
250 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
251 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = vq->priv;
252 	unsigned int index = vq->index;
253 	unsigned long flags;
254 
255 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
256 	list_del(&info->node);
257 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
258 
259 	/* Select and deactivate the queue (best effort) */
260 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
261 
262 	vring_del_virtqueue(vq);
263 
264 	kfree(info);
265 }
266 
267 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
268 {
269 	struct virtqueue *vq, *n;
270 
271 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
272 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
273 }
274 
275 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned int nvqs,
276 				struct virtqueue *vqs[],
277 				vq_callback_t *callbacks[],
278 				const char * const names[],
279 				const bool *ctx,
280 				struct irq_affinity *desc)
281 {
282 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
283 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
284 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
285 	struct vdpa_callback cb;
286 	int i, err, queue_idx = 0;
287 
288 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
289 		if (!names[i]) {
290 			vqs[i] = NULL;
291 			continue;
292 		}
293 
294 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++,
295 					      callbacks[i], names[i], ctx ?
296 					      ctx[i] : false);
297 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
298 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
299 			goto err_setup_vq;
300 		}
301 	}
302 
303 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
304 	cb.private = vd_dev;
305 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
306 
307 	return 0;
308 
309 err_setup_vq:
310 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
311 	return err;
312 }
313 
314 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
315 {
316 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
317 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
318 
319 	return ops->get_device_features(vdpa);
320 }
321 
322 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
323 {
324 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
325 
326 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
327 	vring_transport_features(vdev);
328 
329 	return vdpa_set_features(vdpa, vdev->features);
330 }
331 
332 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
333 {
334 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
335 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
336 
337 	return dev_name(&vdpa->dev);
338 }
339 
340 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
341 	.get		= virtio_vdpa_get,
342 	.set		= virtio_vdpa_set,
343 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
344 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
345 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
346 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
347 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
348 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
349 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
350 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
351 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
352 };
353 
354 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
355 {
356 	struct virtio_device *vdev =
357 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
358 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
359 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
360 
361 	kfree(vd_dev);
362 }
363 
364 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
365 {
366 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
367 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
368 	int ret = -EINVAL;
369 
370 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
371 	if (!vd_dev)
372 		return -ENOMEM;
373 
374 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
375 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
376 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
377 	vd_dev->vdpa = vdpa;
378 	INIT_LIST_HEAD(&vd_dev->virtqueues);
379 	spin_lock_init(&vd_dev->lock);
380 
381 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
382 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
383 		goto err;
384 
385 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
386 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
387 	reg_dev = vd_dev;
388 	if (ret)
389 		goto err;
390 
391 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
392 
393 	return 0;
394 
395 err:
396 	if (reg_dev)
397 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
398 	else
399 		kfree(vd_dev);
400 	return ret;
401 }
402 
403 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
404 {
405 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
406 
407 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
408 }
409 
410 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
411 	.driver = {
412 		.name	= "virtio_vdpa",
413 	},
414 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
415 	.remove = virtio_vdpa_remove,
416 };
417 
418 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
419 
420 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
421 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
422 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
423 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
424