xref: /linux/drivers/virtio/virtio_vdpa.c (revision bdd1a21b52557ea8f61d0a5dc2f77151b576eb70)
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 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
69 
70 	ops->set_config(vdpa, offset, buf, len);
71 }
72 
73 static u32 virtio_vdpa_generation(struct virtio_device *vdev)
74 {
75 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
76 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
77 
78 	if (ops->get_generation)
79 		return ops->get_generation(vdpa);
80 
81 	return 0;
82 }
83 
84 static u8 virtio_vdpa_get_status(struct virtio_device *vdev)
85 {
86 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
87 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
88 
89 	return ops->get_status(vdpa);
90 }
91 
92 static void virtio_vdpa_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
93 {
94 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
95 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
96 
97 	return ops->set_status(vdpa, status);
98 }
99 
100 static void virtio_vdpa_reset(struct virtio_device *vdev)
101 {
102 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
103 
104 	vdpa_reset(vdpa);
105 }
106 
107 static bool virtio_vdpa_notify(struct virtqueue *vq)
108 {
109 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vq->vdev);
110 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
111 
112 	ops->kick_vq(vdpa, vq->index);
113 
114 	return true;
115 }
116 
117 static irqreturn_t virtio_vdpa_config_cb(void *private)
118 {
119 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = private;
120 
121 	virtio_config_changed(&vd_dev->vdev);
122 
123 	return IRQ_HANDLED;
124 }
125 
126 static irqreturn_t virtio_vdpa_virtqueue_cb(void *private)
127 {
128 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = private;
129 
130 	return vring_interrupt(0, info->vq);
131 }
132 
133 static struct virtqueue *
134 virtio_vdpa_setup_vq(struct virtio_device *vdev, unsigned int index,
135 		     void (*callback)(struct virtqueue *vq),
136 		     const char *name, bool ctx)
137 {
138 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
139 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
140 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
141 	struct virtio_vdpa_vq_info *info;
142 	struct vdpa_callback cb;
143 	struct virtqueue *vq;
144 	u64 desc_addr, driver_addr, device_addr;
145 	/* Assume split virtqueue, switch to packed if necessary */
146 	struct vdpa_vq_state state = {0};
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 	/* reset virtqueue state index */
197 	if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_F_RING_PACKED)) {
198 		struct vdpa_vq_state_packed *s = &state.packed;
199 
200 		s->last_avail_counter = 1;
201 		s->last_avail_idx = 0;
202 		s->last_used_counter = 1;
203 		s->last_used_idx = 0;
204 	}
205 	err = ops->set_vq_state(vdpa, index, &state);
206 	if (err)
207 		goto err_vq;
208 
209 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 1);
210 
211 	vq->priv = info;
212 	info->vq = vq;
213 
214 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
215 	list_add(&info->node, &vd_dev->virtqueues);
216 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
217 
218 	return vq;
219 
220 err_vq:
221 	vring_del_virtqueue(vq);
222 error_new_virtqueue:
223 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
224 	/* VDPA driver should make sure vq is stopeed here */
225 	WARN_ON(ops->get_vq_ready(vdpa, index));
226 	kfree(info);
227 	return ERR_PTR(err);
228 }
229 
230 static void virtio_vdpa_del_vq(struct virtqueue *vq)
231 {
232 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vq->vdev);
233 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
234 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
235 	struct virtio_vdpa_vq_info *info = vq->priv;
236 	unsigned int index = vq->index;
237 	unsigned long flags;
238 
239 	spin_lock_irqsave(&vd_dev->lock, flags);
240 	list_del(&info->node);
241 	spin_unlock_irqrestore(&vd_dev->lock, flags);
242 
243 	/* Select and deactivate the queue (best effort) */
244 	ops->set_vq_ready(vdpa, index, 0);
245 
246 	vring_del_virtqueue(vq);
247 
248 	kfree(info);
249 }
250 
251 static void virtio_vdpa_del_vqs(struct virtio_device *vdev)
252 {
253 	struct virtqueue *vq, *n;
254 
255 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &vdev->vqs, list)
256 		virtio_vdpa_del_vq(vq);
257 }
258 
259 static int virtio_vdpa_find_vqs(struct virtio_device *vdev, unsigned nvqs,
260 				struct virtqueue *vqs[],
261 				vq_callback_t *callbacks[],
262 				const char * const names[],
263 				const bool *ctx,
264 				struct irq_affinity *desc)
265 {
266 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
267 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
268 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
269 	struct vdpa_callback cb;
270 	int i, err, queue_idx = 0;
271 
272 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
273 		if (!names[i]) {
274 			vqs[i] = NULL;
275 			continue;
276 		}
277 
278 		vqs[i] = virtio_vdpa_setup_vq(vdev, queue_idx++,
279 					      callbacks[i], names[i], ctx ?
280 					      ctx[i] : false);
281 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
282 			err = PTR_ERR(vqs[i]);
283 			goto err_setup_vq;
284 		}
285 	}
286 
287 	cb.callback = virtio_vdpa_config_cb;
288 	cb.private = vd_dev;
289 	ops->set_config_cb(vdpa, &cb);
290 
291 	return 0;
292 
293 err_setup_vq:
294 	virtio_vdpa_del_vqs(vdev);
295 	return err;
296 }
297 
298 static u64 virtio_vdpa_get_features(struct virtio_device *vdev)
299 {
300 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
301 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
302 
303 	return ops->get_features(vdpa);
304 }
305 
306 static int virtio_vdpa_finalize_features(struct virtio_device *vdev)
307 {
308 	struct vdpa_device *vdpa = vd_get_vdpa(vdev);
309 
310 	/* Give virtio_ring a chance to accept features. */
311 	vring_transport_features(vdev);
312 
313 	return vdpa_set_features(vdpa, vdev->features);
314 }
315 
316 static const char *virtio_vdpa_bus_name(struct virtio_device *vdev)
317 {
318 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = to_virtio_vdpa_device(vdev);
319 	struct vdpa_device *vdpa = vd_dev->vdpa;
320 
321 	return dev_name(&vdpa->dev);
322 }
323 
324 static const struct virtio_config_ops virtio_vdpa_config_ops = {
325 	.get		= virtio_vdpa_get,
326 	.set		= virtio_vdpa_set,
327 	.generation	= virtio_vdpa_generation,
328 	.get_status	= virtio_vdpa_get_status,
329 	.set_status	= virtio_vdpa_set_status,
330 	.reset		= virtio_vdpa_reset,
331 	.find_vqs	= virtio_vdpa_find_vqs,
332 	.del_vqs	= virtio_vdpa_del_vqs,
333 	.get_features	= virtio_vdpa_get_features,
334 	.finalize_features = virtio_vdpa_finalize_features,
335 	.bus_name	= virtio_vdpa_bus_name,
336 };
337 
338 static void virtio_vdpa_release_dev(struct device *_d)
339 {
340 	struct virtio_device *vdev =
341 	       container_of(_d, struct virtio_device, dev);
342 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev =
343 	       container_of(vdev, struct virtio_vdpa_device, vdev);
344 
345 	kfree(vd_dev);
346 }
347 
348 static int virtio_vdpa_probe(struct vdpa_device *vdpa)
349 {
350 	const struct vdpa_config_ops *ops = vdpa->config;
351 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev, *reg_dev = NULL;
352 	int ret = -EINVAL;
353 
354 	vd_dev = kzalloc(sizeof(*vd_dev), GFP_KERNEL);
355 	if (!vd_dev)
356 		return -ENOMEM;
357 
358 	vd_dev->vdev.dev.parent = vdpa_get_dma_dev(vdpa);
359 	vd_dev->vdev.dev.release = virtio_vdpa_release_dev;
360 	vd_dev->vdev.config = &virtio_vdpa_config_ops;
361 	vd_dev->vdpa = vdpa;
362 	INIT_LIST_HEAD(&vd_dev->virtqueues);
363 	spin_lock_init(&vd_dev->lock);
364 
365 	vd_dev->vdev.id.device = ops->get_device_id(vdpa);
366 	if (vd_dev->vdev.id.device == 0)
367 		goto err;
368 
369 	vd_dev->vdev.id.vendor = ops->get_vendor_id(vdpa);
370 	ret = register_virtio_device(&vd_dev->vdev);
371 	reg_dev = vd_dev;
372 	if (ret)
373 		goto err;
374 
375 	vdpa_set_drvdata(vdpa, vd_dev);
376 
377 	return 0;
378 
379 err:
380 	if (reg_dev)
381 		put_device(&vd_dev->vdev.dev);
382 	else
383 		kfree(vd_dev);
384 	return ret;
385 }
386 
387 static void virtio_vdpa_remove(struct vdpa_device *vdpa)
388 {
389 	struct virtio_vdpa_device *vd_dev = vdpa_get_drvdata(vdpa);
390 
391 	unregister_virtio_device(&vd_dev->vdev);
392 }
393 
394 static struct vdpa_driver virtio_vdpa_driver = {
395 	.driver = {
396 		.name	= "virtio_vdpa",
397 	},
398 	.probe	= virtio_vdpa_probe,
399 	.remove = virtio_vdpa_remove,
400 };
401 
402 module_vdpa_driver(virtio_vdpa_driver);
403 
404 MODULE_VERSION(MOD_VERSION);
405 MODULE_LICENSE(MOD_LICENSE);
406 MODULE_AUTHOR(MOD_AUTHOR);
407 MODULE_DESCRIPTION(MOD_DESC);
408