]> err.no Git - linux-2.6/blob - drivers/lguest/lguest_device.c
virtio: explicit advertisement of driver features
[linux-2.6] / drivers / lguest / lguest_device.c
1 /*P:050 Lguest guests use a very simple method to describe devices.  It's a
2  * series of device descriptors contained just above the top of normal Guest
3  * memory.
4  *
5  * We use the standard "virtio" device infrastructure, which provides us with a
6  * console, a network and a block driver.  Each one expects some configuration
7  * information and a "virtqueue" or two to send and receive data. :*/
8 #include <linux/init.h>
9 #include <linux/bootmem.h>
10 #include <linux/lguest_launcher.h>
11 #include <linux/virtio.h>
12 #include <linux/virtio_config.h>
13 #include <linux/interrupt.h>
14 #include <linux/virtio_ring.h>
15 #include <linux/err.h>
16 #include <asm/io.h>
17 #include <asm/paravirt.h>
18 #include <asm/lguest_hcall.h>
19
20 /* The pointer to our (page) of device descriptions. */
21 static void *lguest_devices;
22
23 /* Unique numbering for lguest devices. */
24 static unsigned int dev_index;
25
26 /* For Guests, device memory can be used as normal memory, so we cast away the
27  * __iomem to quieten sparse. */
28 static inline void *lguest_map(unsigned long phys_addr, unsigned long pages)
29 {
30         return (__force void *)ioremap(phys_addr, PAGE_SIZE*pages);
31 }
32
33 static inline void lguest_unmap(void *addr)
34 {
35         iounmap((__force void __iomem *)addr);
36 }
37
38 /*D:100 Each lguest device is just a virtio device plus a pointer to its entry
39  * in the lguest_devices page. */
40 struct lguest_device {
41         struct virtio_device vdev;
42
43         /* The entry in the lguest_devices page for this device. */
44         struct lguest_device_desc *desc;
45 };
46
47 /* Since the virtio infrastructure hands us a pointer to the virtio_device all
48  * the time, it helps to have a curt macro to get a pointer to the struct
49  * lguest_device it's enclosed in.  */
50 #define to_lgdev(vd) container_of(vd, struct lguest_device, vdev)
51
52 /*D:130
53  * Device configurations
54  *
55  * The configuration information for a device consists of one or more
56  * virtqueues, a feature bitmap, and some configuration bytes.  The
57  * configuration bytes don't really matter to us: the Launcher sets them up, and
58  * the driver will look at them during setup.
59  *
60  * A convenient routine to return the device's virtqueue config array:
61  * immediately after the descriptor. */
62 static struct lguest_vqconfig *lg_vq(const struct lguest_device_desc *desc)
63 {
64         return (void *)(desc + 1);
65 }
66
67 /* The features come immediately after the virtqueues. */
68 static u8 *lg_features(const struct lguest_device_desc *desc)
69 {
70         return (void *)(lg_vq(desc) + desc->num_vq);
71 }
72
73 /* The config space comes after the two feature bitmasks. */
74 static u8 *lg_config(const struct lguest_device_desc *desc)
75 {
76         return lg_features(desc) + desc->feature_len * 2;
77 }
78
79 /* The total size of the config page used by this device (incl. desc) */
80 static unsigned desc_size(const struct lguest_device_desc *desc)
81 {
82         return sizeof(*desc)
83                 + desc->num_vq * sizeof(struct lguest_vqconfig)
84                 + desc->feature_len * 2
85                 + desc->config_len;
86 }
87
88 /* This gets the device's feature bits. */
89 static u32 lg_get_features(struct virtio_device *vdev)
90 {
91         unsigned int i;
92         u32 features = 0;
93         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
94         u8 *in_features = lg_features(desc);
95
96         /* We do this the slow but generic way. */
97         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++)
98                 if (in_features[i / 8] & (1 << (i % 8)))
99                         features |= (1 << i);
100
101         return features;
102 }
103
104 static void lg_set_features(struct virtio_device *vdev, u32 features)
105 {
106         unsigned int i;
107         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
108         /* Second half of bitmap is features we accept. */
109         u8 *out_features = lg_features(desc) + desc->feature_len;
110
111         memset(out_features, 0, desc->feature_len);
112         for (i = 0; i < min(desc->feature_len * 8, 32); i++) {
113                 if (features & (1 << i))
114                         out_features[i / 8] |= (1 << (i % 8));
115         }
116 }
117
118 /* Once they've found a field, getting a copy of it is easy. */
119 static void lg_get(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
120                    void *buf, unsigned len)
121 {
122         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
123
124         /* Check they didn't ask for more than the length of the config! */
125         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
126         memcpy(buf, lg_config(desc) + offset, len);
127 }
128
129 /* Setting the contents is also trivial. */
130 static void lg_set(struct virtio_device *vdev, unsigned int offset,
131                    const void *buf, unsigned len)
132 {
133         struct lguest_device_desc *desc = to_lgdev(vdev)->desc;
134
135         /* Check they didn't ask for more than the length of the config! */
136         BUG_ON(offset + len > desc->config_len);
137         memcpy(lg_config(desc) + offset, buf, len);
138 }
139
140 /* The operations to get and set the status word just access the status field
141  * of the device descriptor. */
142 static u8 lg_get_status(struct virtio_device *vdev)
143 {
144         return to_lgdev(vdev)->desc->status;
145 }
146
147 static void lg_set_status(struct virtio_device *vdev, u8 status)
148 {
149         BUG_ON(!status);
150         to_lgdev(vdev)->desc->status = status;
151 }
152
153 /* To reset the device, we (ab)use the NOTIFY hypercall, with the descriptor
154  * address of the device.  The Host will zero the status and all the
155  * features. */
156 static void lg_reset(struct virtio_device *vdev)
157 {
158         unsigned long offset = (void *)to_lgdev(vdev)->desc - lguest_devices;
159
160         hcall(LHCALL_NOTIFY, (max_pfn<<PAGE_SHIFT) + offset, 0, 0);
161 }
162
163 /*
164  * Virtqueues
165  *
166  * The other piece of infrastructure virtio needs is a "virtqueue": a way of
167  * the Guest device registering buffers for the other side to read from or
168  * write into (ie. send and receive buffers).  Each device can have multiple
169  * virtqueues: for example the console driver uses one queue for sending and
170  * another for receiving.
171  *
172  * Fortunately for us, a very fast shared-memory-plus-descriptors virtqueue
173  * already exists in virtio_ring.c.  We just need to connect it up.
174  *
175  * We start with the information we need to keep about each virtqueue.
176  */
177
178 /*D:140 This is the information we remember about each virtqueue. */
179 struct lguest_vq_info
180 {
181         /* A copy of the information contained in the device config. */
182         struct lguest_vqconfig config;
183
184         /* The address where we mapped the virtio ring, so we can unmap it. */
185         void *pages;
186 };
187
188 /* When the virtio_ring code wants to prod the Host, it calls us here and we
189  * make a hypercall.  We hand the physical address of the virtqueue so the Host
190  * knows which virtqueue we're talking about. */
191 static void lg_notify(struct virtqueue *vq)
192 {
193         /* We store our virtqueue information in the "priv" pointer of the
194          * virtqueue structure. */
195         struct lguest_vq_info *lvq = vq->priv;
196
197         hcall(LHCALL_NOTIFY, lvq->config.pfn << PAGE_SHIFT, 0, 0);
198 }
199
200 /* This routine finds the first virtqueue described in the configuration of
201  * this device and sets it up.
202  *
203  * This is kind of an ugly duckling.  It'd be nicer to have a standard
204  * representation of a virtqueue in the configuration space, but it seems that
205  * everyone wants to do it differently.  The KVM coders want the Guest to
206  * allocate its own pages and tell the Host where they are, but for lguest it's
207  * simpler for the Host to simply tell us where the pages are.
208  *
209  * So we provide drivers with a "find the Nth virtqueue and set it up"
210  * function. */
211 static struct virtqueue *lg_find_vq(struct virtio_device *vdev,
212                                     unsigned index,
213                                     void (*callback)(struct virtqueue *vq))
214 {
215         struct lguest_device *ldev = to_lgdev(vdev);
216         struct lguest_vq_info *lvq;
217         struct virtqueue *vq;
218         int err;
219
220         /* We must have this many virtqueues. */
221         if (index >= ldev->desc->num_vq)
222                 return ERR_PTR(-ENOENT);
223
224         lvq = kmalloc(sizeof(*lvq), GFP_KERNEL);
225         if (!lvq)
226                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
227
228         /* Make a copy of the "struct lguest_vqconfig" entry, which sits after
229          * the descriptor.  We need a copy because the config space might not
230          * be aligned correctly. */
231         memcpy(&lvq->config, lg_vq(ldev->desc)+index, sizeof(lvq->config));
232
233         printk("Mapping virtqueue %i addr %lx\n", index,
234                (unsigned long)lvq->config.pfn << PAGE_SHIFT);
235         /* Figure out how many pages the ring will take, and map that memory */
236         lvq->pages = lguest_map((unsigned long)lvq->config.pfn << PAGE_SHIFT,
237                                 DIV_ROUND_UP(vring_size(lvq->config.num,
238                                                         PAGE_SIZE),
239                                              PAGE_SIZE));
240         if (!lvq->pages) {
241                 err = -ENOMEM;
242                 goto free_lvq;
243         }
244
245         /* OK, tell virtio_ring.c to set up a virtqueue now we know its size
246          * and we've got a pointer to its pages. */
247         vq = vring_new_virtqueue(lvq->config.num, vdev, lvq->pages,
248                                  lg_notify, callback);
249         if (!vq) {
250                 err = -ENOMEM;
251                 goto unmap;
252         }
253
254         /* Tell the interrupt for this virtqueue to go to the virtio_ring
255          * interrupt handler. */
256         /* FIXME: We used to have a flag for the Host to tell us we could use
257          * the interrupt as a source of randomness: it'd be nice to have that
258          * back.. */
259         err = request_irq(lvq->config.irq, vring_interrupt, IRQF_SHARED,
260                           vdev->dev.bus_id, vq);
261         if (err)
262                 goto destroy_vring;
263
264         /* Last of all we hook up our 'struct lguest_vq_info" to the
265          * virtqueue's priv pointer. */
266         vq->priv = lvq;
267         return vq;
268
269 destroy_vring:
270         vring_del_virtqueue(vq);
271 unmap:
272         lguest_unmap(lvq->pages);
273 free_lvq:
274         kfree(lvq);
275         return ERR_PTR(err);
276 }
277 /*:*/
278
279 /* Cleaning up a virtqueue is easy */
280 static void lg_del_vq(struct virtqueue *vq)
281 {
282         struct lguest_vq_info *lvq = vq->priv;
283
284         /* Release the interrupt */
285         free_irq(lvq->config.irq, vq);
286         /* Tell virtio_ring.c to free the virtqueue. */
287         vring_del_virtqueue(vq);
288         /* Unmap the pages containing the ring. */
289         lguest_unmap(lvq->pages);
290         /* Free our own queue information. */
291         kfree(lvq);
292 }
293
294 /* The ops structure which hooks everything together. */
295 static struct virtio_config_ops lguest_config_ops = {
296         .get_features = lg_get_features,
297         .set_features = lg_set_features,
298         .get = lg_get,
299         .set = lg_set,
300         .get_status = lg_get_status,
301         .set_status = lg_set_status,
302         .reset = lg_reset,
303         .find_vq = lg_find_vq,
304         .del_vq = lg_del_vq,
305 };
306
307 /* The root device for the lguest virtio devices.  This makes them appear as
308  * /sys/devices/lguest/0,1,2 not /sys/devices/0,1,2. */
309 static struct device lguest_root = {
310         .parent = NULL,
311         .bus_id = "lguest",
312 };
313
314 /*D:120 This is the core of the lguest bus: actually adding a new device.
315  * It's a separate function because it's neater that way, and because an
316  * earlier version of the code supported hotplug and unplug.  They were removed
317  * early on because they were never used.
318  *
319  * As Andrew Tridgell says, "Untested code is buggy code".
320  *
321  * It's worth reading this carefully: we start with a pointer to the new device
322  * descriptor in the "lguest_devices" page. */
323 static void add_lguest_device(struct lguest_device_desc *d)
324 {
325         struct lguest_device *ldev;
326
327         /* Start with zeroed memory; Linux's device layer seems to count on
328          * it. */
329         ldev = kzalloc(sizeof(*ldev), GFP_KERNEL);
330         if (!ldev) {
331                 printk(KERN_EMERG "Cannot allocate lguest dev %u\n",
332                        dev_index++);
333                 return;
334         }
335
336         /* This devices' parent is the lguest/ dir. */
337         ldev->vdev.dev.parent = &lguest_root;
338         /* We have a unique device index thanks to the dev_index counter. */
339         ldev->vdev.index = dev_index++;
340         /* The device type comes straight from the descriptor.  There's also a
341          * device vendor field in the virtio_device struct, which we leave as
342          * 0. */
343         ldev->vdev.id.device = d->type;
344         /* We have a simple set of routines for querying the device's
345          * configuration information and setting its status. */
346         ldev->vdev.config = &lguest_config_ops;
347         /* And we remember the device's descriptor for lguest_config_ops. */
348         ldev->desc = d;
349
350         /* register_virtio_device() sets up the generic fields for the struct
351          * virtio_device and calls device_register().  This makes the bus
352          * infrastructure look for a matching driver. */
353         if (register_virtio_device(&ldev->vdev) != 0) {
354                 printk(KERN_ERR "Failed to register lguest device %u\n",
355                        ldev->vdev.index);
356                 kfree(ldev);
357         }
358 }
359
360 /*D:110 scan_devices() simply iterates through the device page.  The type 0 is
361  * reserved to mean "end of devices". */
362 static void scan_devices(void)
363 {
364         unsigned int i;
365         struct lguest_device_desc *d;
366
367         /* We start at the page beginning, and skip over each entry. */
368         for (i = 0; i < PAGE_SIZE; i += desc_size(d)) {
369                 d = lguest_devices + i;
370
371                 /* Once we hit a zero, stop. */
372                 if (d->type == 0)
373                         break;
374
375                 printk("Device at %i has size %u\n", i, desc_size(d));
376                 add_lguest_device(d);
377         }
378 }
379
380 /*D:105 Fairly early in boot, lguest_devices_init() is called to set up the
381  * lguest device infrastructure.  We check that we are a Guest by checking
382  * pv_info.name: there are other ways of checking, but this seems most
383  * obvious to me.
384  *
385  * So we can access the "struct lguest_device_desc"s easily, we map that memory
386  * and store the pointer in the global "lguest_devices".  Then we register a
387  * root device from which all our devices will hang (this seems to be the
388  * correct sysfs incantation).
389  *
390  * Finally we call scan_devices() which adds all the devices found in the
391  * lguest_devices page. */
392 static int __init lguest_devices_init(void)
393 {
394         if (strcmp(pv_info.name, "lguest") != 0)
395                 return 0;
396
397         if (device_register(&lguest_root) != 0)
398                 panic("Could not register lguest root");
399
400         /* Devices are in a single page above top of "normal" mem */
401         lguest_devices = lguest_map(max_pfn<<PAGE_SHIFT, 1);
402
403         scan_devices();
404         return 0;
405 }
406 /* We do this after core stuff, but before the drivers. */
407 postcore_initcall(lguest_devices_init);
408
409 /*D:150 At this point in the journey we used to now wade through the lguest
410  * devices themselves: net, block and console.  Since they're all now virtio
411  * devices rather than lguest-specific, I've decided to ignore them.  Mostly,
412  * they're kind of boring.  But this does mean you'll never experience the
413  * thrill of reading the forbidden love scene buried deep in the block driver.
414  *
415  * "make Launcher" beckons, where we answer questions like "Where do Guests
416  * come from?", and "What do you do when someone asks for optimization?". */