drivers/virtio/virtio_vdpa.c

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