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/interrupt.h>
  19 #include <linux/virtio_ring.h>
  20 #include <linux/pfn.h>
  21 #include <asm/io.h>
  22 #include <asm/kvm_para.h>
  23 #include <asm/kvm_virtio.h>
  24 #include <asm/setup.h>
  25 #include <asm/s390_ext.h>
  26
  27 #define VIRTIO_SUBCODE_64 0x0D00
  28
  29 /*
  30  * The pointer to our (page) of device descriptions.
  31  */
  32 static void *kvm_devices;
  33
  34 /*
  35  * Unique numbering for kvm devices.
  36  */
  37 static unsigned int dev_index;
  38
  39 struct kvm_device {
  40         struct virtio_device vdev;
  41         struct kvm_device_desc *desc;
  42 };
  43
  44 #define to_kvmdev(vd) container_of(vd, struct kvm_device, vdev)
  45
  46 /*
  47  * memory layout:
  48  * - kvm_device_descriptor
  49  *        struct kvm_device_desc
  50  * - configuration
  51  *        struct kvm_vqconfig
  52  * - feature bits
  53  * - config space
  54  */
  55 static struct kvm_vqconfig *kvm_vq_config(const struct kvm_device_desc *desc)
  56 {
  57         return (struct kvm_vqconfig *)(desc + 1);
  58 }
  59
  60 static u8 *kvm_vq_features(const struct kvm_device_desc *desc)
  61 {
  62         return (u8 *)(kvm_vq_config(desc) + desc->num_vq);
  63 }
  64
  65 static u8 *kvm_vq_configspace(const struct kvm_device_desc *desc)
  66 {
  67         return kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len * 2;
  68 }
  69
  70 /*
  71  * The total size of the config page used by this device (incl. desc)
  72  */
  73 static unsigned desc_size(const struct kvm_device_desc *desc)
  74 {
  75         return sizeof(*desc)
  76                 + desc->num_vq * sizeof(struct kvm_vqconfig)
  77                 + desc->feature_len * 2
  78                 + desc->config_len;
  79 }
  80
  81 /* This gets the device's feature bits. */
  82 static u32 kvm_get_features(struct virtio_device *vdev)
  83 {
  84         unsigned int i;
  85         u32 features = 0;
  86         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
  87         u8 *in_features = kvm_vq_features(desc);
  88
  89         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++)
  90                 if (in_features[i / 8] & (1 << (i % 8)))
  91                         features |= (1 << i);
  92         return features;
  93 }
  94
  95 static void kvm_set_features(struct virtio_device *vdev, u32 features)
  96 {
  97         unsigned int i;
  98         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
  99         /* Second half of bitmap is features we accept. */
 100         u8 *out_features = kvm_vq_features(desc) + desc->feature_len;
 101
 102         memset(out_features, 0, desc->feature_len);
 103         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++) {
 104                 if (features & (1 << i))
 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         .set_features = kvm_set_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)
 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\n",
 260                        dev_index++);
 261                 return;
 262         }
 263
 264         kdev->vdev.dev.parent = &kvm_root;
 265         kdev->vdev.index = dev_index++;
 266         kdev->vdev.id.device = d->type;
 267         kdev->vdev.config = &kvm_vq_configspace_ops;
 268         kdev->desc = d;
 269
 270         if (register_virtio_device(&kdev->vdev) != 0) {
 271                 printk(KERN_ERR "Failed to register kvm device %u\n",
 272                        kdev->vdev.index);
 273                 kfree(kdev);
 274         }
 275 }
 276
 277 /*
 278  * scan_devices() simply iterates through the device page.
 279  * The type 0 is reserved to mean "end of devices".
 280  */
 281 static void scan_devices(void)
 282 {
 283         unsigned int i;
 284         struct kvm_device_desc *d;
 285
 286         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
 287                 d = kvm_devices + i;
 288
 289                 if (d->type == 0)
 290                         break;
 291
 292                 add_kvm_device(d);
 293         }
 294 }
 295
 296 /*
 297  * we emulate the request_irq behaviour on top of s390 extints
 298  */
 299 static void kvm_extint_handler(u16 code)
 300 {
 301         void *data = (void *) *(long *) __LC_PFAULT_INTPARM;
 302         u16 subcode = S390_lowcore.cpu_addr;
 303
 304         if ((subcode & 0xff00) != VIRTIO_SUBCODE_64)
 305                 return;
 306
 307         vring_interrupt(0, data);
 308 }
 309
 310 /*
 311  * Init function for virtio
 312  * devices are in a single page above top of "normal" mem
 313  */
 314 static int __init kvm_devices_init(void)
 315 {
 316         int rc;
 317
 318         if (!MACHINE_IS_KVM)
 319                 return -ENODEV;
 320
 321         rc = device_register(&kvm_root);
 322         if (rc) {
 323                 printk(KERN_ERR "Could not register kvm_s390 root device");
 324                 return rc;
 325         }
 326
 327         rc = vmem_add_mapping(PFN_PHYS(max_pfn), PAGE_SIZE);
 328         if (rc) {
 329                 device_unregister(&kvm_root);
 330                 return rc;
 331         }
 332
 333         kvm_devices = (void *) PFN_PHYS(max_pfn);
 334
 335         ctl_set_bit(0, 9);
 336         register_external_interrupt(0x2603, kvm_extint_handler);
 337
 338         scan_devices();
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 /*
 343  * We do this after core stuff, but before the drivers.
 344  */
 345 postcore_initcall(kvm_devices_init);