]> www.pilppa.org Git - linux-2.6-omap-h63xx.git/blob - drivers/lguest/lguest_device.c
f4fdf351a7c7fde68e945af79e77ec434ed678b5
[linux-2.6-omap-h63xx.git] / drivers / lguest / lguest_device.c
1 /*P:050 Lguest guests use a very simple method to describe devices.  It's a
2  * series of device descriptors contained just above the top of normal Guest
3  * memory.
4  *
5  * We use the standard "virtio" device infrastructure, which provides us with a
6  * console, a network and a block driver.  Each one expects some configuration
7  * information and a "virtqueue" or two to send and receive data. :*/
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/bootmem.h>
10 #include <linux/lguest_launcher.h>
11 #include <linux/virtio.h>
12 #include <linux/virtio_config.h>
13 #include <linux/interrupt.h>
14 #include <linux/virtio_ring.h>
15 #include <linux/err.h>
16 #include <asm/io.h>
17 #include <asm/paravirt.h>
18 #include <asm/lguest_hcall.h>
19
20 /* The pointer to our (page) of device descriptions. */
21 static void *lguest_devices;
22
23 /* Unique numbering for lguest devices. */
24 static unsigned int dev_index;
25
26 /* For Guests, device memory can be used as normal memory, so we cast away the
27  * __iomem to quieten sparse. */
28 static inline void *lguest_map(unsigned long phys_addr, unsigned long pages)
29 {
30         return (__force void *)ioremap_cache(phys_addr, PAGE_SIZE*pages);
31 }
32
33 static inline void lguest_unmap(void *addr)
34 {
35         iounmap((__force void __iomem *)addr);
36 }
37
38 /*D:100 Each lguest device is just a virtio device plus a pointer to its entry
39  * in the lguest_devices page. */
40 struct lguest_device {
41         struct virtio_device vdev;
42
43         /* The entry in the lguest_devices page for this device. */
44         struct lguest_device_desc *desc;
45 };
46
47 /* Since the virtio infrastructure hands us a pointer to the virtio_device all
48  * the time, it helps to have a curt macro to get a pointer to the struct
49  * lguest_device it's enclosed in.  */
50 #define to_lgdev(vd) container_of(vd, struct lguest_device, vdev)
51
52 /*D:130
53  * Device configurations
54  *
55  * The configuration information for a device consists of one or more
56  * virtqueues, a feature bitmap, and some configuration bytes.  The
57  * configuration bytes don't really matter to us: the Launcher sets them up, and
58  * the driver will look at them during setup.
59  *
60  * A convenient routine to return the device's virtqueue config array:
61  * immediately after the descriptor. */
62 static struct lguest_vqconfig *lg_vq(const struct lguest_device_desc *desc)
63 {
64         return (void *)(desc + 1);
65 }
66
67 /* The features come immediately after the virtqueues. */
68 static u8 *lg_features(const struct lguest_device_desc *desc)
69 {
70         return (void *)(lg_vq(desc) + desc->num_vq);
71 }
72
73 /* The config space comes after the two feature bitmasks. */
74 static u8 *lg_config(const struct lguest_device_desc *desc)
75 {
76         return lg_features(desc) + desc->feature_len * 2;
77 }
78
79 /* The total size of the config page used by this device (incl. desc) */
80 static unsigned desc_size(const struct lguest_device_desc *desc)
81 {
82         return sizeof(*desc)
83                 + desc->num_vq * sizeof(struct lguest_vqconfig)
84                 + desc->feature_len * 2
85                 + desc->config_len;
86 }
87
88 /* This gets the device's feature bits. */
89 static u32 lg_get_features(struct virtio_device *vdev)
90 {
91         unsigned int i;
92         u32 features = 0;
93         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
94         u8 *in_features = lg_features(desc);
95
96         /* We do this the slow but generic way. */
97         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++)
98                 if (in_features[i / 8] & (1 << (i % 8)))
99                         features |= (1 << i);
100
101         return features;
102 }
103
104 static void lg_set_features(struct virtio_device *vdev, u32 features)
105 {
106         unsigned int i;
107         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
108         /* Second half of bitmap is features we accept. */
109         u8 *out_features = lg_features(desc) + desc->feature_len;
110
111         memset(out_features, 0, desc->feature_len);
112         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++) {
113                 if (features & (1 << i))
114                         out_features[i / 8] |= (1 << (i % 8));
115         }
116 }
117
118 /* Once they've found a field, getting a copy of it is easy. */
119 static void lg_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
120                    void *buf, unsigned len)
121 {
122         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
123
124         /* Check they didn't ask for more than the length of the config! */
125         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
126         memcpy(buf, lg_config(desc) + offset, len);
127 }
128
129 /* Setting the contents is also trivial. */
130 static void lg_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
131                    const void *buf, unsigned len)
132 {
133         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
134
135         /* Check they didn't ask for more than the length of the config! */
136         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
137         memcpy(lg_config(desc) + offset, buf, len);
138 }
139
140 /* The operations to get and set the status word just access the status field
141  * of the device descriptor. */
142 static u8 lg_get_status(struct virtio_device *vdev)
143 {
144         return to_lgdev(vdev)->desc->status;
145 }
146
147 /* To notify on status updates, we (ab)use the NOTIFY hypercall, with the
148  * descriptor address of the device.  A zero status means "reset". */
149 static void set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
150 {
151         unsigned long offset = (void *)to_lgdev(vdev)->desc - lguest_devices;
152
153         /* We set the status. */
154         to_lgdev(vdev)->desc->status = status;
155         hcall(LHCALL_NOTIFY, (max_pfn<<PAGE_SHIFT) + offset, 0, 0);
156 }
157
158 static void lg_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
159 {
160         BUG_ON(!status);
161         set_status(vdev, status);
162 }
163
164 static void lg_reset(struct virtio_device *vdev)
165 {
166         set_status(vdev, 0);
167 }
168
169 /*
170  * Virtqueues
171  *
172  * The other piece of infrastructure virtio needs is a "virtqueue": a way of
173  * the Guest device registering buffers for the other side to read from or
174  * write into (ie. send and receive buffers).  Each device can have multiple
175  * virtqueues: for example the console driver uses one queue for sending and
176  * another for receiving.
177  *
178  * Fortunately for us, a very fast shared-memory-plus-descriptors virtqueue
179  * already exists in virtio_ring.c.  We just need to connect it up.
180  *
181  * We start with the information we need to keep about each virtqueue.
182  */
183
184 /*D:140 This is the information we remember about each virtqueue. */
185 struct lguest_vq_info
186 {
187         /* A copy of the information contained in the device config. */
188         struct lguest_vqconfig config;
189
190         /* The address where we mapped the virtio ring, so we can unmap it. */
191         void *pages;
192 };
193
194 /* When the virtio_ring code wants to prod the Host, it calls us here and we
195  * make a hypercall.  We hand the physical address of the virtqueue so the Host
196  * knows which virtqueue we're talking about. */
197 static void lg_notify(struct virtqueue *vq)
198 {
199         /* We store our virtqueue information in the "priv" pointer of the
200          * virtqueue structure. */
201         struct lguest_vq_info *lvq = vq->priv;
202
203         hcall(LHCALL_NOTIFY, lvq->config.pfn << PAGE_SHIFT, 0, 0);
204 }
205
206 /* This routine finds the first virtqueue described in the configuration of
207  * this device and sets it up.
208  *
209  * This is kind of an ugly duckling.  It'd be nicer to have a standard
210  * representation of a virtqueue in the configuration space, but it seems that
211  * everyone wants to do it differently.  The KVM coders want the Guest to
212  * allocate its own pages and tell the Host where they are, but for lguest it's
213  * simpler for the Host to simply tell us where the pages are.
214  *
215  * So we provide drivers with a "find the Nth virtqueue and set it up"
216  * function. */
217 static struct virtqueue *lg_find_vq(struct virtio_device *vdev,
218                                     unsigned index,
219                                     void (*callback)(struct virtqueue *vq))
220 {
221         struct lguest_device *ldev = to_lgdev(vdev);
222         struct lguest_vq_info *lvq;
223         struct virtqueue *vq;
224         int err;
225
226         /* We must have this many virtqueues. */
227         if (index >= ldev->desc->num_vq)
228                 return ERR_PTR(-ENOENT);
229
230         lvq = kmalloc(sizeof(*lvq), GFP_KERNEL);
231         if (!lvq)
232                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
233
234         /* Make a copy of the "struct lguest_vqconfig" entry, which sits after
235          * the descriptor.  We need a copy because the config space might not
236          * be aligned correctly. */
237         memcpy(&lvq->config, lg_vq(ldev->desc)+index, sizeof(lvq->config));
238
239         printk("Mapping virtqueue %i addr %lx\n", index,
240                (unsigned long)lvq->config.pfn << PAGE_SHIFT);
241         /* Figure out how many pages the ring will take, and map that memory */
242         lvq->pages = lguest_map((unsigned long)lvq->config.pfn << PAGE_SHIFT,
243                                 DIV_ROUND_UP(vring_size(lvq->config.num,
244                                                         PAGE_SIZE),
245                                              PAGE_SIZE));
246         if (!lvq->pages) {
247                 err = -ENOMEM;
248                 goto free_lvq;
249         }
250
251         /* OK, tell virtio_ring.c to set up a virtqueue now we know its size
252          * and we've got a pointer to its pages. */
253         vq = vring_new_virtqueue(lvq->config.num, vdev, lvq->pages,
254                                  lg_notify, callback);
255         if (!vq) {
256                 err = -ENOMEM;
257                 goto unmap;
258         }
259
260         /* Tell the interrupt for this virtqueue to go to the virtio_ring
261          * interrupt handler. */
262         /* FIXME: We used to have a flag for the Host to tell us we could use
263          * the interrupt as a source of randomness: it'd be nice to have that
264          * back.. */
265         err = request_irq(lvq->config.irq, vring_interrupt, IRQF_SHARED,
266                           vdev->dev.bus_id, vq);
267         if (err)
268                 goto destroy_vring;
269
270         /* Last of all we hook up our 'struct lguest_vq_info" to the
271          * virtqueue's priv pointer. */
272         vq->priv = lvq;
273         return vq;
274
275 destroy_vring:
276         vring_del_virtqueue(vq);
277 unmap:
278         lguest_unmap(lvq->pages);
279 free_lvq:
280         kfree(lvq);
281         return ERR_PTR(err);
282 }
283 /*:*/
284
285 /* Cleaning up a virtqueue is easy */
286 static void lg_del_vq(struct virtqueue *vq)
287 {
288         struct lguest_vq_info *lvq = vq->priv;
289
290         /* Release the interrupt */
291         free_irq(lvq->config.irq, vq);
292         /* Tell virtio_ring.c to free the virtqueue. */
293         vring_del_virtqueue(vq);
294         /* Unmap the pages containing the ring. */
295         lguest_unmap(lvq->pages);
296         /* Free our own queue information. */
297         kfree(lvq);
298 }
299
300 /* The ops structure which hooks everything together. */
301 static struct virtio_config_ops lguest_config_ops = {
302         .get_features = lg_get_features,
303         .set_features = lg_set_features,
304         .get = lg_get,
305         .set = lg_set,
306         .get_status = lg_get_status,
307         .set_status = lg_set_status,
308         .reset = lg_reset,
309         .find_vq = lg_find_vq,
310         .del_vq = lg_del_vq,
311 };
312
313 /* The root device for the lguest virtio devices.  This makes them appear as
314  * /sys/devices/lguest/0,1,2 not /sys/devices/0,1,2. */
315 static struct device lguest_root = {
316         .parent = NULL,
317         .bus_id = "lguest",
318 };
319
320 /*D:120 This is the core of the lguest bus: actually adding a new device.
321  * It's a separate function because it's neater that way, and because an
322  * earlier version of the code supported hotplug and unplug.  They were removed
323  * early on because they were never used.
324  *
325  * As Andrew Tridgell says, "Untested code is buggy code".
326  *
327  * It's worth reading this carefully: we start with a pointer to the new device
328  * descriptor in the "lguest_devices" page. */
329 static void add_lguest_device(struct lguest_device_desc *d)
330 {
331         struct lguest_device *ldev;
332
333         /* Start with zeroed memory; Linux's device layer seems to count on
334          * it. */
335         ldev = kzalloc(sizeof(*ldev), GFP_KERNEL);
336         if (!ldev) {
337                 printk(KERN_EMERG "Cannot allocate lguest dev %u\n",
338                        dev_index++);
339                 return;
340         }
341
342         /* This devices' parent is the lguest/ dir. */
343         ldev->vdev.dev.parent = &lguest_root;
344         /* We have a unique device index thanks to the dev_index counter. */
345         ldev->vdev.index = dev_index++;
346         /* The device type comes straight from the descriptor.  There's also a
347          * device vendor field in the virtio_device struct, which we leave as
348          * 0. */
349         ldev->vdev.id.device = d->type;
350         /* We have a simple set of routines for querying the device's
351          * configuration information and setting its status. */
352         ldev->vdev.config = &lguest_config_ops;
353         /* And we remember the device's descriptor for lguest_config_ops. */
354         ldev->desc = d;
355
356         /* register_virtio_device() sets up the generic fields for the struct
357          * virtio_device and calls device_register().  This makes the bus
358          * infrastructure look for a matching driver. */
359         if (register_virtio_device(&ldev->vdev) != 0) {
360                 printk(KERN_ERR "Failed to register lguest device %u\n",
361                        ldev->vdev.index);
362                 kfree(ldev);
363         }
364 }
365
366 /*D:110 scan_devices() simply iterates through the device page.  The type 0 is
367  * reserved to mean "end of devices". */
368 static void scan_devices(void)
369 {
370         unsigned int i;
371         struct lguest_device_desc *d;
372
373         /* We start at the page beginning, and skip over each entry. */
374         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
375                 d = lguest_devices + i;
376
377                 /* Once we hit a zero, stop. */
378                 if (d->type == 0)
379                         break;
380
381                 printk("Device at %i has size %u\n", i, desc_size(d));
382                 add_lguest_device(d);
383         }
384 }
385
386 /*D:105 Fairly early in boot, lguest_devices_init() is called to set up the
387  * lguest device infrastructure.  We check that we are a Guest by checking
388  * pv_info.name: there are other ways of checking, but this seems most
389  * obvious to me.
390  *
391  * So we can access the "struct lguest_device_desc"s easily, we map that memory
392  * and store the pointer in the global "lguest_devices".  Then we register a
393  * root device from which all our devices will hang (this seems to be the
394  * correct sysfs incantation).
395  *
396  * Finally we call scan_devices() which adds all the devices found in the
397  * lguest_devices page. */
398 static int __init lguest_devices_init(void)
399 {
400         if (strcmp(pv_info.name, "lguest") != 0)
401                 return 0;
402
403         if (device_register(&lguest_root) != 0)
404                 panic("Could not register lguest root");
405
406         /* Devices are in a single page above top of "normal" mem */
407         lguest_devices = lguest_map(max_pfn<<PAGE_SHIFT, 1);
408
409         scan_devices();
410         return 0;
411 }
412 /* We do this after core stuff, but before the drivers. */
413 postcore_initcall(lguest_devices_init);
414
415 /*D:150 At this point in the journey we used to now wade through the lguest
416  * devices themselves: net, block and console.  Since they're all now virtio
417  * devices rather than lguest-specific, I've decided to ignore them.  Mostly,
418  * they're kind of boring.  But this does mean you'll never experience the
419  * thrill of reading the forbidden love scene buried deep in the block driver.
420  *
421  * "make Launcher" beckons, where we answer questions like "Where do Guests
422  * come from?", and "What do you do when someone asks for optimization?". */