xref: /linux/drivers/virtio/virtio_vdpa.c (revision 0a94608f0f7de9b1135ffea3546afe68eafef57f)
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/virtio.h>
17 #include <linux/vdpa.h>
18 #include <linux/virtio_config.h>
19 #include <linux/virtio_ring.h>
20 
21 #define MOD_VERSION  "0.1"
22 #define MOD_AUTHOR   "Jason Wang <jasowang@redhat.com>"
23 #define MOD_DESC     "vDPA bus driver for virtio devices"
24 #define MOD_LICENSE  "GPL v2"
25 
26 struct virtio_vdpa_device {
27 	struct virtio_device vdev;
28 	struct vdpa_device *vdpa;
29 	u64 features;
30 
31 	/* The lock to protect virtqueue list */
32 	spinlock_t lock;
33 	/* List of virtio_vdpa_vq_info */
34 	struct list_head virtqueues;
35 };
36 
37 struct virtio_vdpa_vq_info {
38 	/* the actual virtqueue */
39 	struct virtqueue *vq;
40 
41 	/* the list node for the virtqueues list */
42 	struct list_head node;
43 };
44 
45 static inline struct virtio_vdpa_device *
46 to_virtio_vdpa_device(struct virtio_device *dev)
47 {
48 	return container_of(dev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
49 }
50 
51 static struct vdpa_device *vd_get_vdpa(struct virtio_device *vdev)
52 {
53 	return to_virtio_vdpa_device(vdev)->vdpa;
54 }
55 
56 static void virtio_vdpa_get(struct virtio_device *vdev, unsigned offset,
57 			    void *buf, unsigned len)
58 {
59 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
60 
61 	vdpa_get_config(vdpa, offset, buf, len);
62 }
63 
64 static void virtio_vdpa_set(struct virtio_device *vdev, unsigned offset,
65 			    const void *buf, unsigned len)
66 {
67 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
68 
69 	vdpa_set_config(vdpa, offset, buf, len);
70 }
71 
72 static u32 virtio_vdpa_generation(struct virtio_device *vdev)
73 {
74 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
75 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
76 
77 	if (ops->get_generation)
78 		return ops->get_generation(vdpa);
79 
80 	return 0;
81 }
82 
83 static u8 virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device *vdev)
84 {
85 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
86 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
87 
88 	return ops->get_status(vdpa);
89 }
90 
91 static void virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
92 {
93 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
94 
95 	return vdpa_set_status(vdpa, status);
96 }
97 
98 static void virtio_vdpa_reset(struct virtio_device *vdev)
99 {
100 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
101 
102 	vdpa_reset(vdpa);
103 }
104 
105 static bool virtio_vdpa_notify(struct virtqueue *vq)
106 {
107 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
108 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
109 
110 	ops->kick_vq(vdpa, vq->index);
111 
112 	return true;
113 }
114 
115 static irqreturn_t virtio_vdpa_config_cb(void *private)
116 {
117 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = private;
118 
119 	virtio_config_changed(&vd_dev->vdev);
120 
121 	return IRQ_HANDLED;
122 }
123 
124 static irqreturn_t virtio_vdpa_virtqueue_cb(void *private)
125 {
126 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = private;
127 
128 	return vring_interrupt(0, info->vq);
129 }
130 
131 static struct virtqueue *
132 virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned int index,
133 		     void (*callback)(struct virtqueue *vq),
134 		     const char *name, bool ctx)
135 {
136 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
137 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
138 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
139 	struct virtio_vdpa_vq_info *info;
140 	struct vdpa_callback cb;
141 	struct virtqueue *vq;
142 	u64 desc_addr, driver_addr, device_addr;
143 	/* Assume split virtqueue, switch to packed if necessary */
144 	struct vdpa_vq_state state = {0};
145 	unsigned long flags;
146 	u32 align, max_num, min_num = 1;
147 	bool may_reduce_num = true;
148 	int err;
149 
150 	if (!name)
151 		return NULL;
152 
153 	if (index >= vdpa->nvqs)
154 		return ERR_PTR(-ENOENT);
155 
156 	/* Queue shouldn't already be set up. */
157 	if (ops->get_vq_ready(vdpa, index))
158 		return ERR_PTR(-ENOENT);
159 
160 	/* Allocate and fill out our active queue description */
161 	info = kmalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
162 	if (!info)
163 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
164 
165 	max_num = ops->get_vq_num_max(vdpa);
166 	if (max_num == 0) {
167 		err = -ENOENT;
168 		goto error_new_virtqueue;
169 	}
170 
171 	if (ops->get_vq_num_min)
172 		min_num = ops->get_vq_num_min(vdpa);
173 
174 	may_reduce_num = (max_num == min_num) ? false : true;
175 
176 	/* Create the vring */
177 	align = ops->get_vq_align(vdpa);
178 	vq = vring_create_virtqueue(index, max_num, align, vdev,
179 				    true, may_reduce_num, ctx,
180 				    virtio_vdpa_notify, callback, name);
181 	if (!vq) {
182 		err = -ENOMEM;
183 		goto error_new_virtqueue;
184 	}
185 
186 	/* Setup virtqueue callback */
187 	cb.callback = virtio_vdpa_virtqueue_cb;
188 	cb.private = info;
189 	ops->set_vq_cb(vdpa, index, &cb);
190 	ops->set_vq_num(vdpa, index, virtqueue_get_vring_size(vq));
191 
192 	desc_addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
193 	driver_addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
194 	device_addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
195 
196 	if (ops->set_vq_address(vdpa, index,
197 				desc_addr, driver_addr,
198 				device_addr)) {
199 		err = -EINVAL;
200 		goto err_vq;
201 	}
202 
203 	/* reset virtqueue state index */
204 	if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_RING_PACKED)) {
205 		struct vdpa_vq_state_packed *s = &state.packed;
206 
207 		s->last_avail_counter = 1;
208 		s->last_avail_idx = 0;
209 		s->last_used_counter = 1;
210 		s->last_used_idx = 0;
211 	}
212 	err = ops->set_vq_state(vdpa, index, &state);
213 	if (err)
214 		goto err_vq;
215 
216 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
217 
218 	vq->priv = info;
219 	info->vq = vq;
220 
221 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
222 	list_add(&info->node, &vd_dev->virtqueues);
223 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
224 
225 	return vq;
226 
227 err_vq:
228 	vring_del_virtqueue(vq);
229 error_new_virtqueue:
230 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
231 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
232 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
233 	kfree(info);
234 	return ERR_PTR(err);
235 }
236 
237 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
238 {
239 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
240 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
241 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
242 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = vq->priv;
243 	unsigned int index = vq->index;
244 	unsigned long flags;
245 
246 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
247 	list_del(&info->node);
248 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
249 
250 	/* Select and deactivate the queue (best effort) */
251 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
252 
253 	vring_del_virtqueue(vq);
254 
255 	kfree(info);
256 }
257 
258 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
259 {
260 	struct virtqueue *vq, *n;
261 
262 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
263 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
264 }
265 
266 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
267 				struct virtqueue *vqs[],
268 				vq_callback_t *callbacks[],
269 				const char * const names[],
270 				const bool *ctx,
271 				struct irq_affinity *desc)
272 {
273 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
274 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
275 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
276 	struct vdpa_callback cb;
277 	int i, err, queue_idx = 0;
278 
279 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
280 		if (!names[i]) {
281 			vqs[i] = NULL;
282 			continue;
283 		}
284 
285 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++,
286 					      callbacks[i], names[i], ctx ?
287 					      ctx[i] : false);
288 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
289 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
290 			goto err_setup_vq;
291 		}
292 	}
293 
294 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
295 	cb.private = vd_dev;
296 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
297 
298 	return 0;
299 
300 err_setup_vq:
301 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
302 	return err;
303 }
304 
305 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
306 {
307 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
308 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
309 
310 	return ops->get_device_features(vdpa);
311 }
312 
313 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
314 {
315 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
316 
317 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
318 	vring_transport_features(vdev);
319 
320 	return vdpa_set_features(vdpa, vdev->features);
321 }
322 
323 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
324 {
325 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
326 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
327 
328 	return dev_name(&vdpa->dev);
329 }
330 
331 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
332 	.get		= virtio_vdpa_get,
333 	.set		= virtio_vdpa_set,
334 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
335 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
336 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
337 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
338 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
339 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
340 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
341 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
342 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
343 };
344 
345 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
346 {
347 	struct virtio_device *vdev =
348 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
349 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
350 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
351 
352 	kfree(vd_dev);
353 }
354 
355 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
356 {
357 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
358 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
359 	int ret = -EINVAL;
360 
361 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
362 	if (!vd_dev)
363 		return -ENOMEM;
364 
365 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
366 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
367 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
368 	vd_dev->vdpa = vdpa;
369 	INIT_LIST_HEAD(&vd_dev->virtqueues);
370 	spin_lock_init(&vd_dev->lock);
371 
372 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
373 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
374 		goto err;
375 
376 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
377 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
378 	reg_dev = vd_dev;
379 	if (ret)
380 		goto err;
381 
382 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
383 
384 	return 0;
385 
386 err:
387 	if (reg_dev)
388 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
389 	else
390 		kfree(vd_dev);
391 	return ret;
392 }
393 
394 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
395 {
396 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
397 
398 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
399 }
400 
401 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
402 	.driver = {
403 		.name	= "virtio_vdpa",
404 	},
405 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
406 	.remove = virtio_vdpa_remove,
407 };
408 
409 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
410 
411 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
412 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
413 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
414 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
415