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         /* Give virtio_ring a chance to accept features. */
  99         vring_transport_features(vdev);
 100
 101         memset(out_features, 0, desc->feature_len);
 102         bits = min_t(unsigned, desc->feature_len, sizeof(vdev->features)) * 8;
 103         for (i = 0; i < bits; i++) {
 104                 if (test_bit(i, vdev->features))
 105                         out_features[i / 8] |= (1 << (i % 8));
 106         }
 107 }
 108
 109 /*
 110  * Reading and writing elements in config space
 111  */
 112 static void kvm_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
 113                    void *buf, unsigned len)
 114 {
 115         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
 116
 117         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
 118         memcpy(buf, kvm_vq_configspace(desc) + offset, len);
 119 }
 120
 121 static void kvm_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
 122                    const void *buf, unsigned len)
 123 {
 124         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
 125
 126         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
 127         memcpy(kvm_vq_configspace(desc) + offset, buf, len);
 128 }
 129
 130 /*
 131  * The operations to get and set the status word just access
 132  * the status field of the device descriptor. set_status will also
 133  * make a hypercall to the host, to tell about status changes
 134  */
 135 static u8 kvm_get_status(struct virtio_device *vdev)
 136 {
 137         return to_kvmdev(vdev)->desc->status;
 138 }
 139
 140 static void kvm_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
 141 {
 142         BUG_ON(!status);
 143         to_kvmdev(vdev)->desc->status = status;
 144         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_SET_STATUS,
 145                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
 146 }
 147
 148 /*
 149  * To reset the device, we use the KVM_VIRTIO_RESET hypercall, using the
 150  * descriptor address. The Host will zero the status and all the
 151  * features.
 152  */
 153 static void kvm_reset(struct virtio_device *vdev)
 154 {
 155         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_RESET,
 156                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
 157 }
 158
 159 /*
 160  * When the virtio_ring code wants to notify the Host, it calls us here and we
 161  * make a hypercall.  We hand the address  of the virtqueue so the Host
 162  * knows which virtqueue we're talking about.
 163  */
 164 static void kvm_notify(struct virtqueue *vq)
 165 {
 166         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
 167
 168         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, config->address);
 169 }
 170
 171 /*
 172  * This routine finds the first virtqueue described in the configuration of
 173  * this device and sets it up.
 174  */
 175 static struct virtqueue *kvm_find_vq(struct virtio_device *vdev,
 176                                     unsigned index,
 177                                     void (*callback)(struct virtqueue *vq))
 178 {
 179         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
 180         struct kvm_vqconfig *config;
 181         struct virtqueue *vq;
 182         int err;
 183
 184         if (index >= kdev->desc->num_vq)
 185                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 186
 187         config = kvm_vq_config(kdev->desc)+index;
 188
 189         err = vmem_add_mapping(config->address,
 190                                vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 191         if (err)
 192                 goto out;
 193
 194         vq = vring_new_virtqueue(config->num, vdev, (void *) config->address,
 195                                  kvm_notify, callback);
 196         if (!vq) {
 197                 err = -ENOMEM;
 198                 goto unmap;
 199         }
 200
 201         /*
 202          * register a callback token
 203          * The host will sent this via the external interrupt parameter
 204          */
 205         config->token = (u64) vq;
 206
 207         vq->priv = config;
 208         return vq;
 209 unmap:
 210         vmem_remove_mapping(config->address,
 211                             vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 212 out:
 213         return ERR_PTR(err);
 214 }
 215
 216 static void kvm_del_vq(struct virtqueue *vq)
 217 {
 218         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
 219
 220         vring_del_virtqueue(vq);
 221         vmem_remove_mapping(config->address,
 222                             vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 223 }
 224
 225 /*
 226  * The config ops structure as defined by virtio config
 227  */
 228 static struct virtio_config_ops kvm_vq_configspace_ops = {
 229         .get_features = kvm_get_features,
 230         .finalize_features = kvm_finalize_features,
 231         .get = kvm_get,
 232         .set = kvm_set,
 233         .get_status = kvm_get_status,
 234         .set_status = kvm_set_status,
 235         .reset = kvm_reset,
 236         .find_vq = kvm_find_vq,
 237         .del_vq = kvm_del_vq,
 238 };
 239
 240 /*
 241  * The root device for the kvm virtio devices.
 242  * This makes them appear as /sys/devices/kvm_s390/0,1,2 not /sys/devices/0,1,2.
 243  */
 244 static struct device kvm_root = {
 245         .parent = NULL,
 246         .bus_id = "kvm_s390",
 247 };
 248
 249 /*
 250  * adds a new device and register it with virtio
 251  * appropriate drivers are loaded by the device model
 252  */
 253 static void add_kvm_device(struct kvm_device_desc *d, unsigned int offset)
 254 {
 255         struct kvm_device *kdev;
 256
 257         kdev = kzalloc(sizeof(*kdev), GFP_KERNEL);
 258         if (!kdev) {
 259                 printk(KERN_EMERG "Cannot allocate kvm dev %u type %u\n",
 260                        offset, d->type);
 261                 return;
 262         }
 263
 264         kdev->vdev.dev.parent = &kvm_root;
 265         kdev->vdev.id.device = d->type;
 266         kdev->vdev.config = &kvm_vq_configspace_ops;
 267         kdev->desc = d;
 268
 269         if (register_virtio_device(&kdev->vdev) != 0) {
 270                 printk(KERN_ERR "Failed to register kvm device %u type %u\n",
 271                        offset, d->type);
 272                 kfree(kdev);
 273         }
 274 }
 275
 276 /*
 277  * scan_devices() simply iterates through the device page.
 278  * The type 0 is reserved to mean "end of devices".
 279  */
 280 static void scan_devices(void)
 281 {
 282         unsigned int i;
 283         struct kvm_device_desc *d;
 284
 285         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
 286                 d = kvm_devices + i;
 287
 288                 if (d->type == 0)
 289                         break;
 290
 291                 add_kvm_device(d, i);
 292         }
 293 }
 294
 295 /*
 296  * we emulate the request_irq behaviour on top of s390 extints
 297  */
 298 static void kvm_extint_handler(u16 code)
 299 {
 300         void *data = (void *) *(long *) __LC_PFAULT_INTPARM;
 301         u16 subcode = S390_lowcore.cpu_addr;
 302
 303         if ((subcode & 0xff00) != VIRTIO_SUBCODE_64)
 304                 return;
 305
 306         vring_interrupt(0, data);
 307 }
 308
 309 /*
 310  * Init function for virtio
 311  * devices are in a single page above top of "normal" mem
 312  */
 313 static int __init kvm_devices_init(void)
 314 {
 315         int rc;
 316
 317         if (!MACHINE_IS_KVM)
 318                 return -ENODEV;
 319
 320         rc = device_register(&kvm_root);
 321         if (rc) {
 322                 printk(KERN_ERR "Could not register kvm_s390 root device");
 323                 return rc;
 324         }
 325
 326         rc = vmem_add_mapping(PFN_PHYS(max_pfn), PAGE_SIZE);
 327         if (rc) {
 328                 device_unregister(&kvm_root);
 329                 return rc;
 330         }
 331
 332         kvm_devices = (void *) PFN_PHYS(max_pfn);
 333
 334         ctl_set_bit(0, 9);
 335         register_external_interrupt(0x2603, kvm_extint_handler);
 336
 337         scan_devices();
 338         return 0;
 339 }
 340
 341 /* code for early console output with virtio_console */
 342 static __init int early_put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
 343 {
 344         char scratch[17];
 345         unsigned int len = count;
 346
 347         if (len > sizeof(scratch) - 1)
 348                 len = sizeof(scratch) - 1;
 349         scratch[len] = '\0';
 350         memcpy(scratch, buf, len);
 351         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, __pa(scratch));
 352         return len;
 353 }
 354
 355 void s390_virtio_console_init(void)
 356 {
 357         virtio_cons_early_init(early_put_chars);
 358 }
 359
 360 /*
 361  * We do this after core stuff, but before the drivers.
 362  */
 363 postcore_initcall(kvm_devices_init);