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_set_features(struct virtio_device *vdev, u32 features)
  92 {
  93         unsigned int i;
  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         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++) {
 100                 if (features & (1 << i))
 101                         out_features[i / 8] |= (1 << (i % 8));
 102         }
 103 }
 104
 105 /*
 106  * Reading and writing elements in config space
 107  */
 108 static void kvm_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
 109                    void *buf, unsigned len)
 110 {
 111         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
 112
 113         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
 114         memcpy(buf, kvm_vq_configspace(desc) + offset, len);
 115 }
 116
 117 static void kvm_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
 118                    const void *buf, unsigned len)
 119 {
 120         struct kvm_device_desc *desc = to_kvmdev(vdev)->desc;
 121
 122         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
 123         memcpy(kvm_vq_configspace(desc) + offset, buf, len);
 124 }
 125
 126 /*
 127  * The operations to get and set the status word just access
 128  * the status field of the device descriptor. set_status will also
 129  * make a hypercall to the host, to tell about status changes
 130  */
 131 static u8 kvm_get_status(struct virtio_device *vdev)
 132 {
 133         return to_kvmdev(vdev)->desc->status;
 134 }
 135
 136 static void kvm_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
 137 {
 138         BUG_ON(!status);
 139         to_kvmdev(vdev)->desc->status = status;
 140         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_SET_STATUS,
 141                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
 142 }
 143
 144 /*
 145  * To reset the device, we use the KVM_VIRTIO_RESET hypercall, using the
 146  * descriptor address. The Host will zero the status and all the
 147  * features.
 148  */
 149 static void kvm_reset(struct virtio_device *vdev)
 150 {
 151         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_RESET,
 152                        (unsigned long) to_kvmdev(vdev)->desc);
 153 }
 154
 155 /*
 156  * When the virtio_ring code wants to notify the Host, it calls us here and we
 157  * make a hypercall.  We hand the address  of the virtqueue so the Host
 158  * knows which virtqueue we're talking about.
 159  */
 160 static void kvm_notify(struct virtqueue *vq)
 161 {
 162         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
 163
 164         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, config->address);
 165 }
 166
 167 /*
 168  * This routine finds the first virtqueue described in the configuration of
 169  * this device and sets it up.
 170  */
 171 static struct virtqueue *kvm_find_vq(struct virtio_device *vdev,
 172                                     unsigned index,
 173                                     void (*callback)(struct virtqueue *vq))
 174 {
 175         struct kvm_device *kdev = to_kvmdev(vdev);
 176         struct kvm_vqconfig *config;
 177         struct virtqueue *vq;
 178         int err;
 179
 180         if (index >= kdev->desc->num_vq)
 181                 return ERR_PTR(-ENOENT);
 182
 183         config = kvm_vq_config(kdev->desc)+index;
 184
 185         err = vmem_add_mapping(config->address,
 186                                vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 187         if (err)
 188                 goto out;
 189
 190         vq = vring_new_virtqueue(config->num, vdev, (void *) config->address,
 191                                  kvm_notify, callback);
 192         if (!vq) {
 193                 err = -ENOMEM;
 194                 goto unmap;
 195         }
 196
 197         /*
 198          * register a callback token
 199          * The host will sent this via the external interrupt parameter
 200          */
 201         config->token = (u64) vq;
 202
 203         vq->priv = config;
 204         return vq;
 205 unmap:
 206         vmem_remove_mapping(config->address,
 207                             vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 208 out:
 209         return ERR_PTR(err);
 210 }
 211
 212 static void kvm_del_vq(struct virtqueue *vq)
 213 {
 214         struct kvm_vqconfig *config = vq->priv;
 215
 216         vring_del_virtqueue(vq);
 217         vmem_remove_mapping(config->address,
 218                             vring_size(config->num, PAGE_SIZE));
 219 }
 220
 221 /*
 222  * The config ops structure as defined by virtio config
 223  */
 224 static struct virtio_config_ops kvm_vq_configspace_ops = {
 225         .get_features = kvm_get_features,
 226         .set_features = kvm_set_features,
 227         .get = kvm_get,
 228         .set = kvm_set,
 229         .get_status = kvm_get_status,
 230         .set_status = kvm_set_status,
 231         .reset = kvm_reset,
 232         .find_vq = kvm_find_vq,
 233         .del_vq = kvm_del_vq,
 234 };
 235
 236 /*
 237  * The root device for the kvm virtio devices.
 238  * This makes them appear as /sys/devices/kvm_s390/0,1,2 not /sys/devices/0,1,2.
 239  */
 240 static struct device kvm_root = {
 241         .parent = NULL,
 242         .bus_id = "kvm_s390",
 243 };
 244
 245 /*
 246  * adds a new device and register it with virtio
 247  * appropriate drivers are loaded by the device model
 248  */
 249 static void add_kvm_device(struct kvm_device_desc *d, unsigned int offset)
 250 {
 251         struct kvm_device *kdev;
 252
 253         kdev = kzalloc(sizeof(*kdev), GFP_KERNEL);
 254         if (!kdev) {
 255                 printk(KERN_EMERG "Cannot allocate kvm dev %u type %u\n",
 256                        offset, d->type);
 257                 return;
 258         }
 259
 260         kdev->vdev.dev.parent = &kvm_root;
 261         kdev->vdev.id.device = d->type;
 262         kdev->vdev.config = &kvm_vq_configspace_ops;
 263         kdev->desc = d;
 264
 265         if (register_virtio_device(&kdev->vdev) != 0) {
 266                 printk(KERN_ERR "Failed to register kvm device %u type %u\n",
 267                        offset, d->type);
 268                 kfree(kdev);
 269         }
 270 }
 271
 272 /*
 273  * scan_devices() simply iterates through the device page.
 274  * The type 0 is reserved to mean "end of devices".
 275  */
 276 static void scan_devices(void)
 277 {
 278         unsigned int i;
 279         struct kvm_device_desc *d;
 280
 281         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
 282                 d = kvm_devices + i;
 283
 284                 if (d->type == 0)
 285                         break;
 286
 287                 add_kvm_device(d, i);
 288         }
 289 }
 290
 291 /*
 292  * we emulate the request_irq behaviour on top of s390 extints
 293  */
 294 static void kvm_extint_handler(u16 code)
 295 {
 296         void *data = (void *) *(long *) __LC_PFAULT_INTPARM;
 297         u16 subcode = S390_lowcore.cpu_addr;
 298
 299         if ((subcode & 0xff00) != VIRTIO_SUBCODE_64)
 300                 return;
 301
 302         vring_interrupt(0, data);
 303 }
 304
 305 /*
 306  * Init function for virtio
 307  * devices are in a single page above top of "normal" mem
 308  */
 309 static int __init kvm_devices_init(void)
 310 {
 311         int rc;
 312
 313         if (!MACHINE_IS_KVM)
 314                 return -ENODEV;
 315
 316         rc = device_register(&kvm_root);
 317         if (rc) {
 318                 printk(KERN_ERR "Could not register kvm_s390 root device");
 319                 return rc;
 320         }
 321
 322         rc = vmem_add_mapping(PFN_PHYS(max_pfn), PAGE_SIZE);
 323         if (rc) {
 324                 device_unregister(&kvm_root);
 325                 return rc;
 326         }
 327
 328         kvm_devices = (void *) PFN_PHYS(max_pfn);
 329
 330         ctl_set_bit(0, 9);
 331         register_external_interrupt(0x2603, kvm_extint_handler);
 332
 333         scan_devices();
 334         return 0;
 335 }
 336
 337 /* code for early console output with virtio_console */
 338 static __init int early_put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
 339 {
 340         char scratch[17];
 341         unsigned int len = count;
 342
 343         if (len > sizeof(scratch) - 1)
 344                 len = sizeof(scratch) - 1;
 345         scratch[len] = '\0';
 346         memcpy(scratch, buf, len);
 347         kvm_hypercall1(KVM_S390_VIRTIO_NOTIFY, __pa(scratch));
 348         return len;
 349 }
 350
 351 void s390_virtio_console_init(void)
 352 {
 353         virtio_cons_early_init(early_put_chars);
 354 }
 355
 356 /*
 357  * We do this after core stuff, but before the drivers.
 358  */
 359 postcore_initcall(kvm_devices_init);