xref: /linux/drivers/virtio/virtio_vdpa.c (revision 821c9e515db512904250e1d460109a1dc4c7ef6b)
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  * VIRTIO based driver for vDPA device
4  *
5  * Copyright (c) 2020, Red Hat. All rights reserved.
6  *     Author: Jason Wang <jasowang@redhat.com>
7  *
8  */
9 
10 #include <linux/init.h>
11 #include <linux/module.h>
12 #include <linux/device.h>
13 #include <linux/kernel.h>
14 #include <linux/slab.h>
15 #include <linux/uuid.h>
16 #include <linux/group_cpus.h>
17 #include <linux/virtio.h>
18 #include <linux/vdpa.h>
19 #include <linux/virtio_config.h>
20 #include <linux/virtio_ring.h>
21 
22 #define MOD_VERSION  "0.1"
23 #define MOD_AUTHOR   "Jason Wang <jasowang@redhat.com>"
24 #define MOD_DESC     "vDPA bus driver for virtio devices"
25 #define MOD_LICENSE  "GPL v2"
26 
27 struct virtio_vdpa_device {
28 	struct virtio_device vdev;
29 	struct vdpa_device *vdpa;
30 	u64 features;
31 };
32 
33 static inline struct virtio_vdpa_device *
to_virtio_vdpa_device(struct virtio_device * dev)34 to_virtio_vdpa_device(struct virtio_device *dev)
35 {
36 	return container_of(dev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
37 }
38 
vd_get_vdpa(struct virtio_device * vdev)39 static struct vdpa_device *vd_get_vdpa(struct virtio_device *vdev)
40 {
41 	return to_virtio_vdpa_device(vdev)->vdpa;
42 }
43 
virtio_vdpa_get(struct virtio_device * vdev,unsigned int offset,void * buf,unsigned int len)44 static void virtio_vdpa_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
45 			    void *buf, unsigned int len)
46 {
47 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
48 
49 	vdpa_get_config(vdpa, offset, buf, len);
50 }
51 
virtio_vdpa_set(struct virtio_device * vdev,unsigned int offset,const void * buf,unsigned int len)52 static void virtio_vdpa_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
53 			    const void *buf, unsigned int len)
54 {
55 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
56 
57 	vdpa_set_config(vdpa, offset, buf, len);
58 }
59 
virtio_vdpa_generation(struct virtio_device * vdev)60 static u32 virtio_vdpa_generation(struct virtio_device *vdev)
61 {
62 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
63 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
64 
65 	if (ops->get_generation)
66 		return ops->get_generation(vdpa);
67 
68 	return 0;
69 }
70 
virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device * vdev)71 static u8 virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device *vdev)
72 {
73 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
74 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
75 
76 	return ops->get_status(vdpa);
77 }
78 
virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device * vdev,u8 status)79 static void virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
80 {
81 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
82 
83 	return vdpa_set_status(vdpa, status);
84 }
85 
virtio_vdpa_reset(struct virtio_device * vdev)86 static void virtio_vdpa_reset(struct virtio_device *vdev)
87 {
88 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
89 
90 	vdpa_reset(vdpa, 0);
91 }
92 
virtio_vdpa_notify(struct virtqueue * vq)93 static bool virtio_vdpa_notify(struct virtqueue *vq)
94 {
95 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
96 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
97 
98 	ops->kick_vq(vdpa, vq->index);
99 
100 	return true;
101 }
102 
virtio_vdpa_notify_with_data(struct virtqueue * vq)103 static bool virtio_vdpa_notify_with_data(struct virtqueue *vq)
104 {
105 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
106 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
107 	u32 data = vring_notification_data(vq);
108 
109 	ops->kick_vq_with_data(vdpa, data);
110 
111 	return true;
112 }
113 
virtio_vdpa_config_cb(void * private)114 static irqreturn_t virtio_vdpa_config_cb(void *private)
115 {
116 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = private;
117 
118 	virtio_config_changed(&vd_dev->vdev);
119 
120 	return IRQ_HANDLED;
121 }
122 
virtio_vdpa_virtqueue_cb(void * private)123 static irqreturn_t virtio_vdpa_virtqueue_cb(void *private)
124 {
125 	struct virtqueue *vq = private;
126 
127 	return vring_interrupt(0, vq);
128 }
129 
130 static struct virtqueue *
virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device * vdev,unsigned int index,void (* callback)(struct virtqueue * vq),const char * name,bool ctx)131 virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned int index,
132 		     void (*callback)(struct virtqueue *vq),
133 		     const char *name, bool ctx)
134 {
135 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
136 	struct device *dma_dev;
137 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
138 	bool (*notify)(struct virtqueue *vq) = virtio_vdpa_notify;
139 	struct vdpa_callback cb;
140 	struct virtqueue *vq;
141 	u64 desc_addr, driver_addr, device_addr;
142 	/* Assume split virtqueue, switch to packed if necessary */
143 	struct vdpa_vq_state state = {0};
144 	u32 align, max_num, min_num = 1;
145 	bool may_reduce_num = true;
146 	int err;
147 
148 	if (!name)
149 		return NULL;
150 
151 	if (index >= vdpa->nvqs)
152 		return ERR_PTR(-ENOENT);
153 
154 	/* We cannot accept VIRTIO_F_NOTIFICATION_DATA without kick_vq_with_data */
155 	if (__virtio_test_bit(vdev, VIRTIO_F_NOTIFICATION_DATA)) {
156 		if (ops->kick_vq_with_data)
157 			notify = virtio_vdpa_notify_with_data;
158 		else
159 			__virtio_clear_bit(vdev, VIRTIO_F_NOTIFICATION_DATA);
160 	}
161 
162 	/* Queue shouldn't already be set up. */
163 	if (ops->get_vq_ready(vdpa, index))
164 		return ERR_PTR(-ENOENT);
165 
166 	if (ops->get_vq_size)
167 		max_num = ops->get_vq_size(vdpa, index);
168 	else
169 		max_num = ops->get_vq_num_max(vdpa);
170 
171 	if (max_num == 0) {
172 		err = -ENOENT;
173 		goto error_new_virtqueue;
174 	}
175 
176 	if (ops->get_vq_num_min)
177 		min_num = ops->get_vq_num_min(vdpa);
178 
179 	may_reduce_num = (max_num == min_num) ? false : true;
180 
181 	/* Create the vring */
182 	align = ops->get_vq_align(vdpa);
183 
184 	if (ops->get_vq_dma_dev)
185 		dma_dev = ops->get_vq_dma_dev(vdpa, index);
186 	else
187 		dma_dev = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
188 	vq = vring_create_virtqueue_dma(index, max_num, align, vdev,
189 					true, may_reduce_num, ctx,
190 					notify, callback, name, dma_dev);
191 	if (!vq) {
192 		err = -ENOMEM;
193 		goto error_new_virtqueue;
194 	}
195 
196 	vq->num_max = max_num;
197 
198 	/* Setup virtqueue callback */
199 	cb.callback = callback ? virtio_vdpa_virtqueue_cb : NULL;
200 	cb.private = vq;
201 	cb.trigger = NULL;
202 	ops->set_vq_cb(vdpa, index, &cb);
203 	ops->set_vq_num(vdpa, index, virtqueue_get_vring_size(vq));
204 
205 	desc_addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
206 	driver_addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
207 	device_addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
208 
209 	if (ops->set_vq_address(vdpa, index,
210 				desc_addr, driver_addr,
211 				device_addr)) {
212 		err = -EINVAL;
213 		goto err_vq;
214 	}
215 
216 	/* reset virtqueue state index */
217 	if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_RING_PACKED)) {
218 		struct vdpa_vq_state_packed *s = &state.packed;
219 
220 		s->last_avail_counter = 1;
221 		s->last_avail_idx = 0;
222 		s->last_used_counter = 1;
223 		s->last_used_idx = 0;
224 	}
225 	err = ops->set_vq_state(vdpa, index, &state);
226 	if (err)
227 		goto err_vq;
228 
229 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
230 
231 	return vq;
232 
233 err_vq:
234 	vring_del_virtqueue(vq);
235 error_new_virtqueue:
236 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
237 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
238 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
239 	return ERR_PTR(err);
240 }
241 
virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue * vq)242 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
243 {
244 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
245 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
246 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
247 	unsigned int index = vq->index;
248 
249 	/* Select and deactivate the queue (best effort) */
250 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
251 
252 	vring_del_virtqueue(vq);
253 }
254 
virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device * vdev)255 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
256 {
257 	struct virtqueue *vq, *n;
258 
259 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
260 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
261 }
262 
default_calc_sets(struct irq_affinity * affd,unsigned int affvecs)263 static void default_calc_sets(struct irq_affinity *affd, unsigned int affvecs)
264 {
265 	affd->nr_sets = 1;
266 	affd->set_size[0] = affvecs;
267 }
268 
269 static struct cpumask *
create_affinity_masks(unsigned int nvecs,struct irq_affinity * affd)270 create_affinity_masks(unsigned int nvecs, struct irq_affinity *affd)
271 {
272 	unsigned int affvecs = 0, curvec, usedvecs, i;
273 	struct cpumask *masks = NULL;
274 
275 	if (nvecs > affd->pre_vectors + affd->post_vectors)
276 		affvecs = nvecs - affd->pre_vectors - affd->post_vectors;
277 
278 	if (!affd->calc_sets)
279 		affd->calc_sets = default_calc_sets;
280 
281 	affd->calc_sets(affd, affvecs);
282 
283 	if (!affvecs)
284 		return NULL;
285 
286 	masks = kcalloc(nvecs, sizeof(*masks), GFP_KERNEL);
287 	if (!masks)
288 		return NULL;
289 
290 	/* Fill out vectors at the beginning that don't need affinity */
291 	for (curvec = 0; curvec < affd->pre_vectors; curvec++)
292 		cpumask_setall(&masks[curvec]);
293 
294 	for (i = 0, usedvecs = 0; i < affd->nr_sets; i++) {
295 		unsigned int this_vecs = affd->set_size[i];
296 		unsigned int nr_masks;
297 		int j;
298 		struct cpumask *result = group_cpus_evenly(this_vecs, &nr_masks);
299 
300 		if (!result) {
301 			kfree(masks);
302 			return NULL;
303 		}
304 
305 		for (j = 0; j < nr_masks; j++)
306 			cpumask_copy(&masks[curvec + j], &result[j]);
307 		kfree(result);
308 
309 		curvec += nr_masks;
310 		usedvecs += nr_masks;
311 	}
312 
313 	/* Fill out vectors at the end that don't need affinity */
314 	if (usedvecs >= affvecs)
315 		curvec = affd->pre_vectors + affvecs;
316 	else
317 		curvec = affd->pre_vectors + usedvecs;
318 	for (; curvec < nvecs; curvec++)
319 		cpumask_setall(&masks[curvec]);
320 
321 	return masks;
322 }
323 
virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device * vdev,unsigned int nvqs,struct virtqueue * vqs[],struct virtqueue_info vqs_info[],struct irq_affinity * desc)324 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned int nvqs,
325 				struct virtqueue *vqs[],
326 				struct virtqueue_info vqs_info[],
327 				struct irq_affinity *desc)
328 {
329 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
330 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
331 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
332 	struct cpumask *masks;
333 	struct vdpa_callback cb;
334 	bool has_affinity = desc && ops->set_vq_affinity;
335 	int i, err, queue_idx = 0;
336 
337 	if (has_affinity) {
338 		masks = create_affinity_masks(nvqs, desc);
339 		if (!masks)
340 			return -ENOMEM;
341 	}
342 
343 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
344 		struct virtqueue_info *vqi = &vqs_info[i];
345 
346 		if (!vqi->name) {
347 			vqs[i] = NULL;
348 			continue;
349 		}
350 
351 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++, vqi->callback,
352 					      vqi->name, vqi->ctx);
353 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
354 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
355 			goto err_setup_vq;
356 		}
357 
358 		if (has_affinity)
359 			ops->set_vq_affinity(vdpa, i, &masks[i]);
360 	}
361 
362 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
363 	cb.private = vd_dev;
364 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
365 	if (has_affinity)
366 		kfree(masks);
367 
368 	return 0;
369 
370 err_setup_vq:
371 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
372 	if (has_affinity)
373 		kfree(masks);
374 	return err;
375 }
376 
virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device * vdev)377 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
378 {
379 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
380 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
381 
382 	return ops->get_device_features(vdpa);
383 }
384 
virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device * vdev)385 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
386 {
387 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
388 
389 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
390 	vring_transport_features(vdev);
391 
392 	return vdpa_set_features(vdpa, vdev->features);
393 }
394 
virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device * vdev)395 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
396 {
397 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
398 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
399 
400 	return dev_name(&vdpa->dev);
401 }
402 
virtio_vdpa_set_vq_affinity(struct virtqueue * vq,const struct cpumask * cpu_mask)403 static int virtio_vdpa_set_vq_affinity(struct virtqueue *vq,
404 				       const struct cpumask *cpu_mask)
405 {
406 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
407 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
408 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
409 	unsigned int index = vq->index;
410 
411 	if (ops->set_vq_affinity)
412 		return ops->set_vq_affinity(vdpa, index, cpu_mask);
413 
414 	return 0;
415 }
416 
417 static const struct cpumask *
virtio_vdpa_get_vq_affinity(struct virtio_device * vdev,int index)418 virtio_vdpa_get_vq_affinity(struct virtio_device *vdev, int index)
419 {
420 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
421 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
422 
423 	if (ops->get_vq_affinity)
424 		return ops->get_vq_affinity(vdpa, index);
425 
426 	return NULL;
427 }
428 
429 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
430 	.get		= virtio_vdpa_get,
431 	.set		= virtio_vdpa_set,
432 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
433 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
434 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
435 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
436 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
437 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
438 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
439 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
440 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
441 	.set_vq_affinity = virtio_vdpa_set_vq_affinity,
442 	.get_vq_affinity = virtio_vdpa_get_vq_affinity,
443 };
444 
virtio_vdpa_release_dev(struct device * _d)445 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
446 {
447 	struct virtio_device *vdev =
448 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
449 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
450 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
451 
452 	kfree(vd_dev);
453 }
454 
virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device * vdpa)455 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
456 {
457 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
458 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
459 	int ret = -EINVAL;
460 
461 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
462 	if (!vd_dev)
463 		return -ENOMEM;
464 
465 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
466 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
467 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
468 	vd_dev->vdpa = vdpa;
469 
470 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
471 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
472 		goto err;
473 
474 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
475 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
476 	reg_dev = vd_dev;
477 	if (ret)
478 		goto err;
479 
480 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
481 
482 	return 0;
483 
484 err:
485 	if (reg_dev)
486 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
487 	else
488 		kfree(vd_dev);
489 	return ret;
490 }
491 
virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device * vdpa)492 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
493 {
494 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
495 
496 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
497 }
498 
499 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
500 	.driver = {
501 		.name	= "virtio_vdpa",
502 	},
503 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
504 	.remove = virtio_vdpa_remove,
505 };
506 
507 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
508 
509 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
510 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
511 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
512 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
513