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[kvmfornfv.git] / kernel / drivers / virtio / virtio_pci_common.c
diff --git a/kernel/drivers/virtio/virtio_pci_common.c b/kernel/drivers/virtio/virtio_pci_common.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..eba1b7a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,584 @@
+/*
+ * Virtio PCI driver - common functionality for all device versions
+ *
+ * This module allows virtio devices to be used over a virtual PCI device.
+ * This can be used with QEMU based VMMs like KVM or Xen.
+ *
+ * Copyright IBM Corp. 2007
+ * Copyright Red Hat, Inc. 2014
+ *
+ * Authors:
+ *  Anthony Liguori  <aliguori@us.ibm.com>
+ *  Rusty Russell <rusty@rustcorp.com.au>
+ *  Michael S. Tsirkin <mst@redhat.com>
+ *
+ * This work is licensed under the terms of the GNU GPL, version 2 or later.
+ * See the COPYING file in the top-level directory.
+ *
+ */
+
+#include "virtio_pci_common.h"
+
+static bool force_legacy = false;
+
+#if IS_ENABLED(CONFIG_VIRTIO_PCI_LEGACY)
+module_param(force_legacy, bool, 0444);
+MODULE_PARM_DESC(force_legacy,
+                "Force legacy mode for transitional virtio 1 devices");
+#endif
+
+/* wait for pending irq handlers */
+void vp_synchronize_vectors(struct virtio_device *vdev)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+       int i;
+
+       if (vp_dev->intx_enabled)
+               synchronize_irq(vp_dev->pci_dev->irq);
+
+       for (i = 0; i < vp_dev->msix_vectors; ++i)
+               synchronize_irq(vp_dev->msix_entries[i].vector);
+}
+
+/* the notify function used when creating a virt queue */
+bool vp_notify(struct virtqueue *vq)
+{
+       /* we write the queue's selector into the notification register to
+        * signal the other end */
+       iowrite16(vq->index, (void __iomem *)vq->priv);
+       return true;
+}
+
+/* Handle a configuration change: Tell driver if it wants to know. */
+static irqreturn_t vp_config_changed(int irq, void *opaque)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = opaque;
+
+       virtio_config_changed(&vp_dev->vdev);
+       return IRQ_HANDLED;
+}
+
+/* Notify all virtqueues on an interrupt. */
+static irqreturn_t vp_vring_interrupt(int irq, void *opaque)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = opaque;
+       struct virtio_pci_vq_info *info;
+       irqreturn_t ret = IRQ_NONE;
+       unsigned long flags;
+
+       spin_lock_irqsave(&vp_dev->lock, flags);
+       list_for_each_entry(info, &vp_dev->virtqueues, node) {
+               if (vring_interrupt(irq, info->vq) == IRQ_HANDLED)
+                       ret = IRQ_HANDLED;
+       }
+       spin_unlock_irqrestore(&vp_dev->lock, flags);
+
+       return ret;
+}
+
+/* A small wrapper to also acknowledge the interrupt when it's handled.
+ * I really need an EIO hook for the vring so I can ack the interrupt once we
+ * know that we'll be handling the IRQ but before we invoke the callback since
+ * the callback may notify the host which results in the host attempting to
+ * raise an interrupt that we would then mask once we acknowledged the
+ * interrupt. */
+static irqreturn_t vp_interrupt(int irq, void *opaque)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = opaque;
+       u8 isr;
+
+       /* reading the ISR has the effect of also clearing it so it's very
+        * important to save off the value. */
+       isr = ioread8(vp_dev->isr);
+
+       /* It's definitely not us if the ISR was not high */
+       if (!isr)
+               return IRQ_NONE;
+
+       /* Configuration change?  Tell driver if it wants to know. */
+       if (isr & VIRTIO_PCI_ISR_CONFIG)
+               vp_config_changed(irq, opaque);
+
+       return vp_vring_interrupt(irq, opaque);
+}
+
+static void vp_free_vectors(struct virtio_device *vdev)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+       int i;
+
+       if (vp_dev->intx_enabled) {
+               free_irq(vp_dev->pci_dev->irq, vp_dev);
+               vp_dev->intx_enabled = 0;
+       }
+
+       for (i = 0; i < vp_dev->msix_used_vectors; ++i)
+               free_irq(vp_dev->msix_entries[i].vector, vp_dev);
+
+       for (i = 0; i < vp_dev->msix_vectors; i++)
+               if (vp_dev->msix_affinity_masks[i])
+                       free_cpumask_var(vp_dev->msix_affinity_masks[i]);
+
+       if (vp_dev->msix_enabled) {
+               /* Disable the vector used for configuration */
+               vp_dev->config_vector(vp_dev, VIRTIO_MSI_NO_VECTOR);
+
+               pci_disable_msix(vp_dev->pci_dev);
+               vp_dev->msix_enabled = 0;
+       }
+
+       vp_dev->msix_vectors = 0;
+       vp_dev->msix_used_vectors = 0;
+       kfree(vp_dev->msix_names);
+       vp_dev->msix_names = NULL;
+       kfree(vp_dev->msix_entries);
+       vp_dev->msix_entries = NULL;
+       kfree(vp_dev->msix_affinity_masks);
+       vp_dev->msix_affinity_masks = NULL;
+}
+
+static int vp_request_msix_vectors(struct virtio_device *vdev, int nvectors,
+                                  bool per_vq_vectors)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+       const char *name = dev_name(&vp_dev->vdev.dev);
+       unsigned i, v;
+       int err = -ENOMEM;
+
+       vp_dev->msix_vectors = nvectors;
+
+       vp_dev->msix_entries = kmalloc(nvectors * sizeof *vp_dev->msix_entries,
+                                      GFP_KERNEL);
+       if (!vp_dev->msix_entries)
+               goto error;
+       vp_dev->msix_names = kmalloc(nvectors * sizeof *vp_dev->msix_names,
+                                    GFP_KERNEL);
+       if (!vp_dev->msix_names)
+               goto error;
+       vp_dev->msix_affinity_masks
+               = kzalloc(nvectors * sizeof *vp_dev->msix_affinity_masks,
+                         GFP_KERNEL);
+       if (!vp_dev->msix_affinity_masks)
+               goto error;
+       for (i = 0; i < nvectors; ++i)
+               if (!alloc_cpumask_var(&vp_dev->msix_affinity_masks[i],
+                                       GFP_KERNEL))
+                       goto error;
+
+       for (i = 0; i < nvectors; ++i)
+               vp_dev->msix_entries[i].entry = i;
+
+       err = pci_enable_msix_exact(vp_dev->pci_dev,
+                                   vp_dev->msix_entries, nvectors);
+       if (err)
+               goto error;
+       vp_dev->msix_enabled = 1;
+
+       /* Set the vector used for configuration */
+       v = vp_dev->msix_used_vectors;
+       snprintf(vp_dev->msix_names[v], sizeof *vp_dev->msix_names,
+                "%s-config", name);
+       err = request_irq(vp_dev->msix_entries[v].vector,
+                         vp_config_changed, 0, vp_dev->msix_names[v],
+                         vp_dev);
+       if (err)
+               goto error;
+       ++vp_dev->msix_used_vectors;
+
+       v = vp_dev->config_vector(vp_dev, v);
+       /* Verify we had enough resources to assign the vector */
+       if (v == VIRTIO_MSI_NO_VECTOR) {
+               err = -EBUSY;
+               goto error;
+       }
+
+       if (!per_vq_vectors) {
+               /* Shared vector for all VQs */
+               v = vp_dev->msix_used_vectors;
+               snprintf(vp_dev->msix_names[v], sizeof *vp_dev->msix_names,
+                        "%s-virtqueues", name);
+               err = request_irq(vp_dev->msix_entries[v].vector,
+                                 vp_vring_interrupt, 0, vp_dev->msix_names[v],
+                                 vp_dev);
+               if (err)
+                       goto error;
+               ++vp_dev->msix_used_vectors;
+       }
+       return 0;
+error:
+       vp_free_vectors(vdev);
+       return err;
+}
+
+static int vp_request_intx(struct virtio_device *vdev)
+{
+       int err;
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+
+       err = request_irq(vp_dev->pci_dev->irq, vp_interrupt,
+                         IRQF_SHARED, dev_name(&vdev->dev), vp_dev);
+       if (!err)
+               vp_dev->intx_enabled = 1;
+       return err;
+}
+
+static struct virtqueue *vp_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned index,
+                                    void (*callback)(struct virtqueue *vq),
+                                    const char *name,
+                                    u16 msix_vec)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+       struct virtio_pci_vq_info *info = kmalloc(sizeof *info, GFP_KERNEL);
+       struct virtqueue *vq;
+       unsigned long flags;
+
+       /* fill out our structure that represents an active queue */
+       if (!info)
+               return ERR_PTR(-ENOMEM);
+
+       vq = vp_dev->setup_vq(vp_dev, info, index, callback, name, msix_vec);
+       if (IS_ERR(vq))
+               goto out_info;
+
+       info->vq = vq;
+       if (callback) {
+               spin_lock_irqsave(&vp_dev->lock, flags);
+               list_add(&info->node, &vp_dev->virtqueues);
+               spin_unlock_irqrestore(&vp_dev->lock, flags);
+       } else {
+               INIT_LIST_HEAD(&info->node);
+       }
+
+       vp_dev->vqs[index] = info;
+       return vq;
+
+out_info:
+       kfree(info);
+       return vq;
+}
+
+static void vp_del_vq(struct virtqueue *vq)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vq->vdev);
+       struct virtio_pci_vq_info *info = vp_dev->vqs[vq->index];
+       unsigned long flags;
+
+       spin_lock_irqsave(&vp_dev->lock, flags);
+       list_del(&info->node);
+       spin_unlock_irqrestore(&vp_dev->lock, flags);
+
+       vp_dev->del_vq(info);
+       kfree(info);
+}
+
+/* the config->del_vqs() implementation */
+void vp_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+       struct virtqueue *vq, *n;
+       struct virtio_pci_vq_info *info;
+
+       list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list) {
+               info = vp_dev->vqs[vq->index];
+               if (vp_dev->per_vq_vectors &&
+                       info->msix_vector != VIRTIO_MSI_NO_VECTOR)
+                       free_irq(vp_dev->msix_entries[info->msix_vector].vector,
+                                vq);
+               vp_del_vq(vq);
+       }
+       vp_dev->per_vq_vectors = false;
+
+       vp_free_vectors(vdev);
+       kfree(vp_dev->vqs);
+       vp_dev->vqs = NULL;
+}
+
+static int vp_try_to_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
+                             struct virtqueue *vqs[],
+                             vq_callback_t *callbacks[],
+                             const char *names[],
+                             bool use_msix,
+                             bool per_vq_vectors)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+       u16 msix_vec;
+       int i, err, nvectors, allocated_vectors;
+
+       vp_dev->vqs = kmalloc(nvqs * sizeof *vp_dev->vqs, GFP_KERNEL);
+       if (!vp_dev->vqs)
+               return -ENOMEM;
+
+       if (!use_msix) {
+               /* Old style: one normal interrupt for change and all vqs. */
+               err = vp_request_intx(vdev);
+               if (err)
+                       goto error_find;
+       } else {
+               if (per_vq_vectors) {
+                       /* Best option: one for change interrupt, one per vq. */
+                       nvectors = 1;
+                       for (i = 0; i < nvqs; ++i)
+                               if (callbacks[i])
+                                       ++nvectors;
+               } else {
+                       /* Second best: one for change, shared for all vqs. */
+                       nvectors = 2;
+               }
+
+               err = vp_request_msix_vectors(vdev, nvectors, per_vq_vectors);
+               if (err)
+                       goto error_find;
+       }
+
+       vp_dev->per_vq_vectors = per_vq_vectors;
+       allocated_vectors = vp_dev->msix_used_vectors;
+       for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
+               if (!names[i]) {
+                       vqs[i] = NULL;
+                       continue;
+               } else if (!callbacks[i] || !vp_dev->msix_enabled)
+                       msix_vec = VIRTIO_MSI_NO_VECTOR;
+               else if (vp_dev->per_vq_vectors)
+                       msix_vec = allocated_vectors++;
+               else
+                       msix_vec = VP_MSIX_VQ_VECTOR;
+               vqs[i] = vp_setup_vq(vdev, i, callbacks[i], names[i], msix_vec);
+               if (IS_ERR(vqs[i])) {
+                       err = PTR_ERR(vqs[i]);
+                       goto error_find;
+               }
+
+               if (!vp_dev->per_vq_vectors || msix_vec == VIRTIO_MSI_NO_VECTOR)
+                       continue;
+
+               /* allocate per-vq irq if available and necessary */
+               snprintf(vp_dev->msix_names[msix_vec],
+                        sizeof *vp_dev->msix_names,
+                        "%s-%s",
+                        dev_name(&vp_dev->vdev.dev), names[i]);
+               err = request_irq(vp_dev->msix_entries[msix_vec].vector,
+                                 vring_interrupt, 0,
+                                 vp_dev->msix_names[msix_vec],
+                                 vqs[i]);
+               if (err) {
+                       vp_del_vq(vqs[i]);
+                       goto error_find;
+               }
+       }
+       return 0;
+
+error_find:
+       vp_del_vqs(vdev);
+       return err;
+}
+
+/* the config->find_vqs() implementation */
+int vp_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
+               struct virtqueue *vqs[],
+               vq_callback_t *callbacks[],
+               const char *names[])
+{
+       int err;
+
+       /* Try MSI-X with one vector per queue. */
+       err = vp_try_to_find_vqs(vdev, nvqs, vqs, callbacks, names, true, true);
+       if (!err)
+               return 0;
+       /* Fallback: MSI-X with one vector for config, one shared for queues. */
+       err = vp_try_to_find_vqs(vdev, nvqs, vqs, callbacks, names,
+                                true, false);
+       if (!err)
+               return 0;
+       /* Finally fall back to regular interrupts. */
+       return vp_try_to_find_vqs(vdev, nvqs, vqs, callbacks, names,
+                                 false, false);
+}
+
+const char *vp_bus_name(struct virtio_device *vdev)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+
+       return pci_name(vp_dev->pci_dev);
+}
+
+/* Setup the affinity for a virtqueue:
+ * - force the affinity for per vq vector
+ * - OR over all affinities for shared MSI
+ * - ignore the affinity request if we're using INTX
+ */
+int vp_set_vq_affinity(struct virtqueue *vq, int cpu)
+{
+       struct virtio_device *vdev = vq->vdev;
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+       struct virtio_pci_vq_info *info = vp_dev->vqs[vq->index];
+       struct cpumask *mask;
+       unsigned int irq;
+
+       if (!vq->callback)
+               return -EINVAL;
+
+       if (vp_dev->msix_enabled) {
+               mask = vp_dev->msix_affinity_masks[info->msix_vector];
+               irq = vp_dev->msix_entries[info->msix_vector].vector;
+               if (cpu == -1)
+                       irq_set_affinity_hint(irq, NULL);
+               else {
+                       cpumask_clear(mask);
+                       cpumask_set_cpu(cpu, mask);
+                       irq_set_affinity_hint(irq, mask);
+               }
+       }
+       return 0;
+}
+
+#ifdef CONFIG_PM_SLEEP
+static int virtio_pci_freeze(struct device *dev)
+{
+       struct pci_dev *pci_dev = to_pci_dev(dev);
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = pci_get_drvdata(pci_dev);
+       int ret;
+
+       ret = virtio_device_freeze(&vp_dev->vdev);
+
+       if (!ret)
+               pci_disable_device(pci_dev);
+       return ret;
+}
+
+static int virtio_pci_restore(struct device *dev)
+{
+       struct pci_dev *pci_dev = to_pci_dev(dev);
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = pci_get_drvdata(pci_dev);
+       int ret;
+
+       ret = pci_enable_device(pci_dev);
+       if (ret)
+               return ret;
+
+       pci_set_master(pci_dev);
+       return virtio_device_restore(&vp_dev->vdev);
+}
+
+static const struct dev_pm_ops virtio_pci_pm_ops = {
+       SET_SYSTEM_SLEEP_PM_OPS(virtio_pci_freeze, virtio_pci_restore)
+};
+#endif
+
+
+/* Qumranet donated their vendor ID for devices 0x1000 thru 0x10FF. */
+static const struct pci_device_id virtio_pci_id_table[] = {
+       { PCI_DEVICE(0x1af4, PCI_ANY_ID) },
+       { 0 }
+};
+
+MODULE_DEVICE_TABLE(pci, virtio_pci_id_table);
+
+static void virtio_pci_release_dev(struct device *_d)
+{
+       struct virtio_device *vdev = dev_to_virtio(_d);
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = to_vp_device(vdev);
+
+       /* As struct device is a kobject, it's not safe to
+        * free the memory (including the reference counter itself)
+        * until it's release callback. */
+       kfree(vp_dev);
+}
+
+static int virtio_pci_probe(struct pci_dev *pci_dev,
+                           const struct pci_device_id *id)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev;
+       int rc;
+
+       /* allocate our structure and fill it out */
+       vp_dev = kzalloc(sizeof(struct virtio_pci_device), GFP_KERNEL);
+       if (!vp_dev)
+               return -ENOMEM;
+
+       pci_set_drvdata(pci_dev, vp_dev);
+       vp_dev->vdev.dev.parent = &pci_dev->dev;
+       vp_dev->vdev.dev.release = virtio_pci_release_dev;
+       vp_dev->pci_dev = pci_dev;
+       INIT_LIST_HEAD(&vp_dev->virtqueues);
+       spin_lock_init(&vp_dev->lock);
+
+       /* Disable MSI/MSIX to bring device to a known good state. */
+       pci_msi_off(pci_dev);
+
+       /* enable the device */
+       rc = pci_enable_device(pci_dev);
+       if (rc)
+               goto err_enable_device;
+
+       rc = pci_request_regions(pci_dev, "virtio-pci");
+       if (rc)
+               goto err_request_regions;
+
+       if (force_legacy) {
+               rc = virtio_pci_legacy_probe(vp_dev);
+               /* Also try modern mode if we can't map BAR0 (no IO space). */
+               if (rc == -ENODEV || rc == -ENOMEM)
+                       rc = virtio_pci_modern_probe(vp_dev);
+               if (rc)
+                       goto err_probe;
+       } else {
+               rc = virtio_pci_modern_probe(vp_dev);
+               if (rc == -ENODEV)
+                       rc = virtio_pci_legacy_probe(vp_dev);
+               if (rc)
+                       goto err_probe;
+       }
+
+       pci_set_master(pci_dev);
+
+       rc = register_virtio_device(&vp_dev->vdev);
+       if (rc)
+               goto err_register;
+
+       return 0;
+
+err_register:
+       if (vp_dev->ioaddr)
+            virtio_pci_legacy_remove(vp_dev);
+       else
+            virtio_pci_modern_remove(vp_dev);
+err_probe:
+       pci_release_regions(pci_dev);
+err_request_regions:
+       pci_disable_device(pci_dev);
+err_enable_device:
+       kfree(vp_dev);
+       return rc;
+}
+
+static void virtio_pci_remove(struct pci_dev *pci_dev)
+{
+       struct virtio_pci_device *vp_dev = pci_get_drvdata(pci_dev);
+
+       unregister_virtio_device(&vp_dev->vdev);
+
+       if (vp_dev->ioaddr)
+               virtio_pci_legacy_remove(vp_dev);
+       else
+               virtio_pci_modern_remove(vp_dev);
+
+       pci_release_regions(pci_dev);
+       pci_disable_device(pci_dev);
+}
+
+static struct pci_driver virtio_pci_driver = {
+       .name           = "virtio-pci",
+       .id_table       = virtio_pci_id_table,
+       .probe          = virtio_pci_probe,
+       .remove         = virtio_pci_remove,
+#ifdef CONFIG_PM_SLEEP
+       .driver.pm      = &virtio_pci_pm_ops,
+#endif
+};
+
+module_pci_driver(virtio_pci_driver);
+
+MODULE_AUTHOR("Anthony Liguori <aliguori@us.ibm.com>");
+MODULE_DESCRIPTION("virtio-pci");
+MODULE_LICENSE("GPL");
+MODULE_VERSION("1");