drivers/s390/kvm/kvm_virtio.c

   1 /*
   2  * kvm_virtio.c - virtio for kvm on s390
   3  *
   4  * Copyright IBM Corp. 2008
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License (version 2 only)
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  *    Author(s): Christian Borntraeger <borntraeger@de.ibm.com>
  11  */
  12
  13 #include <linux/init.h>
  14 #include <linux/bootmem.h>
  15 #include <linux/err.h>
  16 #include <linux/virtio.h>
  17 #include <linux/virtio_config.h>
  18 #include <linux/virtio_console.h>
  19 #include <linux/interrupt.h>
  20 #include <linux/virtio_ring.h>
  21 #include <linux/pfn.h>
  22 #include <asm/io.h>
  23 #include <asm/kvm_para.h>
  24 #include <asm/kvm_virtio.h>
  25 #include <asm/setup.h>
  26 #include <asm/s390_ext.h>
  27
  28 #define VIRTIO_SUBCODE_64 0x0D00
  29
  30 /*
  31  * The pointer to our (page) of device descriptions.
  32  */
  33 static void *kvm_devices;
  34
  35 struct kvm_device {
  36         struct virtio_device vdev;
  37         struct kvm_device_desc *desc;
  38 };
  39
  40 #define to_kvmdev(vd) container_of(vd, struct kvm_device, vdev)
  41
  42 /*
  43  * memory layout:
  44  * - kvm_device_descriptor
  45  *        struct kvm_device_desc
  46  * - configuration
  47  *        struct kvm_vqconfig
  48  * - feature bits
  49  * - config space
  50  */
  51 static struct kvm_vqconfig *kvm_vq_config(const struct kvm_device_desc *desc)
  52 {
  53         return (struct kvm_vqconfig *)(desc + 1);
  54 }
  55
  56 static u8 *kvm_vq_features(const struct kvm_device_desc *desc)
  57 {
  58         return (u8 *)(kvm_vq_config(desc) + desc->num_vq);
  59 }
  60
  61 static u8 *kvm_vq_configspace(const struct kvm_device_desc *desc)
  62 {
  63         return kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len * 2;
  64 }
  65
  66 /*
  67  * The total size of the config page used by this device (incl. desc)
  68  */
  69 static unsigned desc_size(const struct kvm_device_desc *desc)
  70 {
  71         return sizeof(*desc)
  72                 + desc->num_vq * sizeof(struct kvm_vqconfig)
  73                 + desc->feature_len * 2
  74                 + desc->config_len;
  75 }
  76
  77 /* This gets the device's feature bits. */
  78 static u32 kvm_get_features(struct virtio_device *vdev)
  79 {
  80         unsigned int i;
  81         u32 features = 0;
  82         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
  83         u8 *in_features = kvm_vq_features(desc);
  84
  85         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++)
  86                 if (in_features[i / 8] & (1 << (i % 8)))
  87                         features |= (1 << i);
  88         return features;
  89 }
  90
  91 static void kvm_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
  92 {
  93         unsigned int i, bits;
  94         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
  95         /* Second half of bitmap is features we accept. */
  96         u8 *out_features = kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len;
  97
  98         memset(out_features, 0, desc->feature_len);
  99         bits = min_t(unsigned, desc->feature_len, sizeof(vdev->features)) * 8;
 100         for (i = 0; i < bits; i++) {
 101                 if (test_bit(i, vdev->features))
 102                         out_features[i / 8] |= (1 << (i % 8));
 103         }
 104 }
 105
 106 /*
 107  * Reading and writing elements in config space
 108  */
 109 static void kvm_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
 110                    void *buf, unsigned len)
 111 {
 112         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
 113
 114         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
 115         memcpy(buf, kvm_vq_configspace(desc) + offset, len);
 116 }
 117
 118 static void kvm_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
 119                    const void *buf, unsigned len)
 120 {
 121         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
 122
 123         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
 124         memcpy(kvm_vq_configspace(desc) + offset, buf, len);
 125 }
 126
 127 /*
 128  * The operations to get and set the status word just access
 129  * the status field of the device descriptor. set_status will also
 130  * make a hypercall to the host, to tell about status changes
 131  */
 132 static u8 kvm_get_status(struct virtio_device *vdev)
 133 {
 134         return to_kvmdev(vdev)->desc->status;
 135 }
 136
 137 static void kvm_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
 138 {
 139         BUG_ON(!status);
 140         to_kvmdev(vdev)->desc->status = status;
 141         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_SET_STATUS,
 142                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
 143 }
 144
 145 /*
 146  * To reset the device, we use the KVM_VIRTIO_RESET hypercall, using the
 147  * descriptor address. The Host will zero the status and all the
 148  * features.
 149  */
 150 static void kvm_reset(struct virtio_device *vdev)
 151 {
 152         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_RESET,
 153                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
 154 }
 155
 156 /*
 157  * When the virtio_ring code wants to notify the Host, it calls us here and we
 158  * make a hypercall.  We hand the address  of the virtqueue so the Host
 159  * knows which virtqueue we're talking about.
 160  */
 161 static void kvm_notify(struct virtqueue *vq)
 162 {
 163         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
 164
 165         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, config->address);
 166 }
 167
 168 /*
 169  * This routine finds the first virtqueue described in the configuration of
 170  * this device and sets it up.
 171  */
 172 static struct virtqueue *kvm_find_vq(struct virtio_device *vdev,
 173                                     unsigned index,
 174                                     void (*callback)(struct virtqueue *vq))
 175 {
 176         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
 177         struct kvm_vqconfig *config;
 178         struct virtqueue *vq;
 179         int err;
 180
 181         if (index >= kdev->desc->num_vq)
 182                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 183
 184         config = kvm_vq_config(kdev->desc)+index;
 185
 186         err = vmem_add_mapping(config->address,
 187                                vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 188         if (err)
 189                 goto out;
 190
 191         vq = vring_new_virtqueue(config->num, vdev, (void *) config->address,
 192                                  kvm_notify, callback);
 193         if (!vq) {
 194                 err = -ENOMEM;
 195                 goto unmap;
 196         }
 197
 198         /*
 199          * register a callback token
 200          * The host will sent this via the external interrupt parameter
 201          */
 202         config->token = (u64) vq;
 203
 204         vq->priv = config;
 205         return vq;
 206 unmap:
 207         vmem_remove_mapping(config->address,
 208                             vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 209 out:
 210         return ERR_PTR(err);
 211 }
 212
 213 static void kvm_del_vq(struct virtqueue *vq)
 214 {
 215         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
 216
 217         vring_del_virtqueue(vq);
 218         vmem_remove_mapping(config->address,
 219                             vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 220 }
 221
 222 /*
 223  * The config ops structure as defined by virtio config
 224  */
 225 static struct virtio_config_ops kvm_vq_configspace_ops = {
 226         .get_features = kvm_get_features,
 227         .finalize_features = kvm_finalize_features,
 228         .get = kvm_get,
 229         .set = kvm_set,
 230         .get_status = kvm_get_status,
 231         .set_status = kvm_set_status,
 232         .reset = kvm_reset,
 233         .find_vq = kvm_find_vq,
 234         .del_vq = kvm_del_vq,
 235 };
 236
 237 /*
 238  * The root device for the kvm virtio devices.
 239  * This makes them appear as /sys/devices/kvm_s390/0,1,2 not /sys/devices/0,1,2.
 240  */
 241 static struct device kvm_root = {
 242         .parent = NULL,
 243         .bus_id = "kvm_s390",
 244 };
 245
 246 /*
 247  * adds a new device and register it with virtio
 248  * appropriate drivers are loaded by the device model
 249  */
 250 static void add_kvm_device(struct kvm_device_desc *d, unsigned int offset)
 251 {
 252         struct kvm_device *kdev;
 253
 254         kdev = kzalloc(sizeof(*kdev), GFP_KERNEL);
 255         if (!kdev) {
 256                 printk(KERN_EMERG "Cannot allocate kvm dev %u type %u\n",
 257                        offset, d->type);
 258                 return;
 259         }
 260
 261         kdev->vdev.dev.parent = &kvm_root;
 262         kdev->vdev.id.device = d->type;
 263         kdev->vdev.config = &kvm_vq_configspace_ops;
 264         kdev->desc = d;
 265
 266         if (register_virtio_device(&kdev->vdev) != 0) {
 267                 printk(KERN_ERR "Failed to register kvm device %u type %u\n",
 268                        offset, d->type);
 269                 kfree(kdev);
 270         }
 271 }
 272
 273 /*
 274  * scan_devices() simply iterates through the device page.
 275  * The type 0 is reserved to mean "end of devices".
 276  */
 277 static void scan_devices(void)
 278 {
 279         unsigned int i;
 280         struct kvm_device_desc *d;
 281
 282         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
 283                 d = kvm_devices + i;
 284
 285                 if (d->type == 0)
 286                         break;
 287
 288                 add_kvm_device(d, i);
 289         }
 290 }
 291
 292 /*
 293  * we emulate the request_irq behaviour on top of s390 extints
 294  */
 295 static void kvm_extint_handler(u16 code)
 296 {
 297         void *data = (void *) *(long *) __LC_PFAULT_INTPARM;
 298         u16 subcode = S390_lowcore.cpu_addr;
 299
 300         if ((subcode & 0xff00) != VIRTIO_SUBCODE_64)
 301                 return;
 302
 303         vring_interrupt(0, data);
 304 }
 305
 306 /*
 307  * Init function for virtio
 308  * devices are in a single page above top of "normal" mem
 309  */
 310 static int __init kvm_devices_init(void)
 311 {
 312         int rc;
 313
 314         if (!MACHINE_IS_KVM)
 315                 return -ENODEV;
 316
 317         rc = device_register(&kvm_root);
 318         if (rc) {
 319                 printk(KERN_ERR "Could not register kvm_s390 root device");
 320                 return rc;
 321         }
 322
 323         rc = vmem_add_mapping(PFN_PHYS(max_pfn), PAGE_SIZE);
 324         if (rc) {
 325                 device_unregister(&kvm_root);
 326                 return rc;
 327         }
 328
 329         kvm_devices = (void *) PFN_PHYS(max_pfn);
 330
 331         ctl_set_bit(0, 9);
 332         register_external_interrupt(0x2603, kvm_extint_handler);
 333
 334         scan_devices();
 335         return 0;
 336 }
 337
 338 /* code for early console output with virtio_console */
 339 static __init int early_put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
 340 {
 341         char scratch[17];
 342         unsigned int len = count;
 343
 344         if (len > sizeof(scratch) - 1)
 345                 len = sizeof(scratch) - 1;
 346         scratch[len] = '\0';
 347         memcpy(scratch, buf, len);
 348         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, __pa(scratch));
 349         return len;
 350 }
 351
 352 void s390_virtio_console_init(void)
 353 {
 354         virtio_cons_early_init(early_put_chars);
 355 }
 356
 357 /*
 358  * We do this after core stuff, but before the drivers.
 359  */
 360 postcore_initcall(kvm_devices_init);