xref: /linux/drivers/virtio/virtio_vdpa.c (revision 4353dd3b70783ebbc83fcf12d9c0af3fbab0223b)
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 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
61 
62 	ops->get_config(vdpa, offset, buf, len);
63 }
64 
65 static void virtio_vdpa_set(struct virtio_device *vdev, unsigned offset,
66 			    const void *buf, unsigned len)
67 {
68 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
69 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
70 
71 	ops->set_config(vdpa, offset, buf, len);
72 }
73 
74 static u32 virtio_vdpa_generation(struct virtio_device *vdev)
75 {
76 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
77 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
78 
79 	if (ops->get_generation)
80 		return ops->get_generation(vdpa);
81 
82 	return 0;
83 }
84 
85 static u8 virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device *vdev)
86 {
87 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
88 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
89 
90 	return ops->get_status(vdpa);
91 }
92 
93 static void virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
94 {
95 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
96 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
97 
98 	return ops->set_status(vdpa, status);
99 }
100 
101 static void virtio_vdpa_reset(struct virtio_device *vdev)
102 {
103 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
104 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
105 
106 	return ops->set_status(vdpa, 0);
107 }
108 
109 static bool virtio_vdpa_notify(struct virtqueue *vq)
110 {
111 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
112 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
113 
114 	ops->kick_vq(vdpa, vq->index);
115 
116 	return true;
117 }
118 
119 static irqreturn_t virtio_vdpa_config_cb(void *private)
120 {
121 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = private;
122 
123 	virtio_config_changed(&vd_dev->vdev);
124 
125 	return IRQ_HANDLED;
126 }
127 
128 static irqreturn_t virtio_vdpa_virtqueue_cb(void *private)
129 {
130 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = private;
131 
132 	return vring_interrupt(0, info->vq);
133 }
134 
135 static struct virtqueue *
136 virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned int index,
137 		     void (*callback)(struct virtqueue *vq),
138 		     const char *name, bool ctx)
139 {
140 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
141 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
142 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
143 	struct virtio_vdpa_vq_info *info;
144 	struct vdpa_callback cb;
145 	struct virtqueue *vq;
146 	u64 desc_addr, driver_addr, device_addr;
147 	unsigned long flags;
148 	u32 align, num;
149 	int err;
150 
151 	if (!name)
152 		return NULL;
153 
154 	/* Queue shouldn't already be set up. */
155 	if (ops->get_vq_ready(vdpa, index))
156 		return ERR_PTR(-ENOENT);
157 
158 	/* Allocate and fill out our active queue description */
159 	info = kmalloc(sizeof(*info), GFP_KERNEL);
160 	if (!info)
161 		return ERR_PTR(-ENOMEM);
162 
163 	num = ops->get_vq_num_max(vdpa);
164 	if (num == 0) {
165 		err = -ENOENT;
166 		goto error_new_virtqueue;
167 	}
168 
169 	/* Create the vring */
170 	align = ops->get_vq_align(vdpa);
171 	vq = vring_create_virtqueue(index, num, align, vdev,
172 				    true, true, ctx,
173 				    virtio_vdpa_notify, callback, name);
174 	if (!vq) {
175 		err = -ENOMEM;
176 		goto error_new_virtqueue;
177 	}
178 
179 	/* Setup virtqueue callback */
180 	cb.callback = virtio_vdpa_virtqueue_cb;
181 	cb.private = info;
182 	ops->set_vq_cb(vdpa, index, &cb);
183 	ops->set_vq_num(vdpa, index, virtqueue_get_vring_size(vq));
184 
185 	desc_addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
186 	driver_addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
187 	device_addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
188 
189 	if (ops->set_vq_address(vdpa, index,
190 				desc_addr, driver_addr,
191 				device_addr)) {
192 		err = -EINVAL;
193 		goto err_vq;
194 	}
195 
196 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
197 
198 	vq->priv = info;
199 	info->vq = vq;
200 
201 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
202 	list_add(&info->node, &vd_dev->virtqueues);
203 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
204 
205 	return vq;
206 
207 err_vq:
208 	vring_del_virtqueue(vq);
209 error_new_virtqueue:
210 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
211 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
212 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
213 	kfree(info);
214 	return ERR_PTR(err);
215 }
216 
217 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
218 {
219 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
220 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
221 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
222 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = vq->priv;
223 	unsigned int index = vq->index;
224 	unsigned long flags;
225 
226 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
227 	list_del(&info->node);
228 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
229 
230 	/* Select and deactivate the queue */
231 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
232 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
233 
234 	vring_del_virtqueue(vq);
235 
236 	kfree(info);
237 }
238 
239 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
240 {
241 	struct virtqueue *vq, *n;
242 
243 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
244 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
245 }
246 
247 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
248 				struct virtqueue *vqs[],
249 				vq_callback_t *callbacks[],
250 				const char * const names[],
251 				const bool *ctx,
252 				struct irq_affinity *desc)
253 {
254 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
255 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
256 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
257 	struct vdpa_callback cb;
258 	int i, err, queue_idx = 0;
259 
260 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
261 		if (!names[i]) {
262 			vqs[i] = NULL;
263 			continue;
264 		}
265 
266 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++,
267 					      callbacks[i], names[i], ctx ?
268 					      ctx[i] : false);
269 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
270 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
271 			goto err_setup_vq;
272 		}
273 	}
274 
275 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
276 	cb.private = vd_dev;
277 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
278 
279 	return 0;
280 
281 err_setup_vq:
282 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
283 	return err;
284 }
285 
286 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
287 {
288 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
289 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
290 
291 	return ops->get_features(vdpa);
292 }
293 
294 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
295 {
296 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
297 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
298 
299 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
300 	vring_transport_features(vdev);
301 
302 	return ops->set_features(vdpa, vdev->features);
303 }
304 
305 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
306 {
307 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
308 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
309 
310 	return dev_name(&vdpa->dev);
311 }
312 
313 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
314 	.get		= virtio_vdpa_get,
315 	.set		= virtio_vdpa_set,
316 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
317 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
318 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
319 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
320 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
321 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
322 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
323 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
324 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
325 };
326 
327 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
328 {
329 	struct virtio_device *vdev =
330 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
331 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
332 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
333 
334 	kfree(vd_dev);
335 }
336 
337 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
338 {
339 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
340 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
341 	int ret = -EINVAL;
342 
343 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
344 	if (!vd_dev)
345 		return -ENOMEM;
346 
347 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
348 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
349 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
350 	vd_dev->vdpa = vdpa;
351 	INIT_LIST_HEAD(&vd_dev->virtqueues);
352 	spin_lock_init(&vd_dev->lock);
353 
354 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
355 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
356 		goto err;
357 
358 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
359 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
360 	reg_dev = vd_dev;
361 	if (ret)
362 		goto err;
363 
364 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
365 
366 	return 0;
367 
368 err:
369 	if (reg_dev)
370 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
371 	else
372 		kfree(vd_dev);
373 	return ret;
374 }
375 
376 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
377 {
378 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
379 
380 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
381 }
382 
383 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
384 	.driver = {
385 		.name	= "virtio_vdpa",
386 	},
387 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
388 	.remove = virtio_vdpa_remove,
389 };
390 
391 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
392 
393 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
394 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
395 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
396 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
397