xref: /openbmc/linux/drivers/virtio/virtio_vdpa.c (revision a531b0c2)
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 
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 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
95 
96 	return ops->set_status(vdpa, status);
97 }
98 
99 static void virtio_vdpa_reset(struct virtio_device *vdev)
100 {
101 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
102 
103 	vdpa_reset(vdpa);
104 }
105 
106 static bool virtio_vdpa_notify(struct virtqueue *vq)
107 {
108 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
109 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
110 
111 	ops->kick_vq(vdpa, vq->index);
112 
113 	return true;
114 }
115 
116 static irqreturn_t virtio_vdpa_config_cb(void *private)
117 {
118 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = private;
119 
120 	virtio_config_changed(&vd_dev->vdev);
121 
122 	return IRQ_HANDLED;
123 }
124 
125 static irqreturn_t virtio_vdpa_virtqueue_cb(void *private)
126 {
127 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = private;
128 
129 	return vring_interrupt(0, info->vq);
130 }
131 
132 static struct virtqueue *
133 virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned int index,
134 		     void (*callback)(struct virtqueue *vq),
135 		     const char *name, bool ctx)
136 {
137 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
138 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
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 	vq = vring_create_virtqueue(index, max_num, align, vdev,
180 				    true, may_reduce_num, ctx,
181 				    virtio_vdpa_notify, callback, name);
182 	if (!vq) {
183 		err = -ENOMEM;
184 		goto error_new_virtqueue;
185 	}
186 
187 	/* Setup virtqueue callback */
188 	cb.callback = virtio_vdpa_virtqueue_cb;
189 	cb.private = info;
190 	ops->set_vq_cb(vdpa, index, &cb);
191 	ops->set_vq_num(vdpa, index, virtqueue_get_vring_size(vq));
192 
193 	desc_addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
194 	driver_addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
195 	device_addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
196 
197 	if (ops->set_vq_address(vdpa, index,
198 				desc_addr, driver_addr,
199 				device_addr)) {
200 		err = -EINVAL;
201 		goto err_vq;
202 	}
203 
204 	/* reset virtqueue state index */
205 	if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_RING_PACKED)) {
206 		struct vdpa_vq_state_packed *s = &state.packed;
207 
208 		s->last_avail_counter = 1;
209 		s->last_avail_idx = 0;
210 		s->last_used_counter = 1;
211 		s->last_used_idx = 0;
212 	}
213 	err = ops->set_vq_state(vdpa, index, &state);
214 	if (err)
215 		goto err_vq;
216 
217 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
218 
219 	vq->priv = info;
220 	info->vq = vq;
221 
222 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
223 	list_add(&info->node, &vd_dev->virtqueues);
224 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
225 
226 	return vq;
227 
228 err_vq:
229 	vring_del_virtqueue(vq);
230 error_new_virtqueue:
231 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
232 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
233 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
234 	kfree(info);
235 	return ERR_PTR(err);
236 }
237 
238 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
239 {
240 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
241 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
242 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
243 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = vq->priv;
244 	unsigned int index = vq->index;
245 	unsigned long flags;
246 
247 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
248 	list_del(&info->node);
249 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
250 
251 	/* Select and deactivate the queue (best effort) */
252 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
253 
254 	vring_del_virtqueue(vq);
255 
256 	kfree(info);
257 }
258 
259 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
260 {
261 	struct virtqueue *vq, *n;
262 
263 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
264 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
265 }
266 
267 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
268 				struct virtqueue *vqs[],
269 				vq_callback_t *callbacks[],
270 				const char * const names[],
271 				const bool *ctx,
272 				struct irq_affinity *desc)
273 {
274 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
275 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
276 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
277 	struct vdpa_callback cb;
278 	int i, err, queue_idx = 0;
279 
280 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
281 		if (!names[i]) {
282 			vqs[i] = NULL;
283 			continue;
284 		}
285 
286 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++,
287 					      callbacks[i], names[i], ctx ?
288 					      ctx[i] : false);
289 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
290 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
291 			goto err_setup_vq;
292 		}
293 	}
294 
295 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
296 	cb.private = vd_dev;
297 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
298 
299 	return 0;
300 
301 err_setup_vq:
302 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
303 	return err;
304 }
305 
306 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
307 {
308 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
309 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
310 
311 	return ops->get_features(vdpa);
312 }
313 
314 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
315 {
316 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
317 
318 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
319 	vring_transport_features(vdev);
320 
321 	return vdpa_set_features(vdpa, vdev->features);
322 }
323 
324 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
325 {
326 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
327 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
328 
329 	return dev_name(&vdpa->dev);
330 }
331 
332 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
333 	.get		= virtio_vdpa_get,
334 	.set		= virtio_vdpa_set,
335 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
336 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
337 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
338 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
339 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
340 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
341 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
342 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
343 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
344 };
345 
346 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
347 {
348 	struct virtio_device *vdev =
349 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
350 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
351 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
352 
353 	kfree(vd_dev);
354 }
355 
356 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
357 {
358 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
359 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
360 	int ret = -EINVAL;
361 
362 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
363 	if (!vd_dev)
364 		return -ENOMEM;
365 
366 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
367 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
368 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
369 	vd_dev->vdpa = vdpa;
370 	INIT_LIST_HEAD(&vd_dev->virtqueues);
371 	spin_lock_init(&vd_dev->lock);
372 
373 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
374 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
375 		goto err;
376 
377 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
378 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
379 	reg_dev = vd_dev;
380 	if (ret)
381 		goto err;
382 
383 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
384 
385 	return 0;
386 
387 err:
388 	if (reg_dev)
389 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
390 	else
391 		kfree(vd_dev);
392 	return ret;
393 }
394 
395 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
396 {
397 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
398 
399 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
400 }
401 
402 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
403 	.driver = {
404 		.name	= "virtio_vdpa",
405 	},
406 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
407 	.remove = virtio_vdpa_remove,
408 };
409 
410 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
411 
412 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
413 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
414 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
415 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
416