drivers/vdpa/virtio_pci/vp_vdpa.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
   2 /*
   3  * vDPA bridge driver for modern virtio-pci device
   4  *
   5  * Copyright (c) 2020, Red Hat Inc. All rights reserved.
   6  * Author: Jason Wang <jasowang@redhat.com>
   7  *
   8  * Based on virtio_pci_modern.c.
   9  */
  10
  11 #include <linux/interrupt.h>
  12 #include <linux/module.h>
  13 #include <linux/pci.h>
  14 #include <linux/vdpa.h>
  15 #include <linux/virtio.h>
  16 #include <linux/virtio_config.h>
  17 #include <linux/virtio_ring.h>
  18 #include <linux/virtio_pci.h>
  19 #include <linux/virtio_pci_modern.h>
  20
  21 #define VP_VDPA_QUEUE_MAX 256
  22 #define VP_VDPA_DRIVER_NAME "vp_vdpa"
  23 #define VP_VDPA_NAME_SIZE 256
  24
  25 struct vp_vring {
  26         void __iomem *notify;
  27         char msix_name[VP_VDPA_NAME_SIZE];
  28         struct vdpa_callback cb;
  29         resource_size_t notify_pa;
  30         int irq;
  31 };
  32
  33 struct vp_vdpa {
  34         struct vdpa_device vdpa;
  35         struct virtio_pci_modern_device mdev;
  36         struct vp_vring *vring;
  37         struct vdpa_callback config_cb;
  38         char msix_name[VP_VDPA_NAME_SIZE];
  39         int config_irq;
  40         int queues;
  41         int vectors;
  42 };
  43
  44 static struct vp_vdpa *vdpa_to_vp(struct vdpa_device *vdpa)
  45 {
  46         return container_of(vdpa, struct vp_vdpa, vdpa);
  47 }
  48
  49 static struct virtio_pci_modern_device *vdpa_to_mdev(struct vdpa_device *vdpa)
  50 {
  51         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
  52
  53         return &vp_vdpa->mdev;
  54 }
  55
  56 static u64 vp_vdpa_get_features(struct vdpa_device *vdpa)
  57 {
  58         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
  59
  60         return vp_modern_get_features(mdev);
  61 }
  62
  63 static int vp_vdpa_set_features(struct vdpa_device *vdpa, u64 features)
  64 {
  65         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
  66
  67         vp_modern_set_features(mdev, features);
  68
  69         return 0;
  70 }
  71
  72 static u8 vp_vdpa_get_status(struct vdpa_device *vdpa)
  73 {
  74         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
  75
  76         return vp_modern_get_status(mdev);
  77 }
  78
  79 static void vp_vdpa_free_irq(struct vp_vdpa *vp_vdpa)
  80 {
  81         struct virtio_pci_modern_device *mdev = &vp_vdpa->mdev;
  82         struct pci_dev *pdev = mdev->pci_dev;
  83         int i;
  84
  85         for (i = 0; i < vp_vdpa->queues; i++) {
  86                 if (vp_vdpa->vring[i].irq != VIRTIO_MSI_NO_VECTOR) {
  87                         vp_modern_queue_vector(mdev, i, VIRTIO_MSI_NO_VECTOR);
  88                         devm_free_irq(&pdev->dev, vp_vdpa->vring[i].irq,
  89                                       &vp_vdpa->vring[i]);
  90                         vp_vdpa->vring[i].irq = VIRTIO_MSI_NO_VECTOR;
  91                 }
  92         }
  93
  94         if (vp_vdpa->config_irq != VIRTIO_MSI_NO_VECTOR) {
  95                 vp_modern_config_vector(mdev, VIRTIO_MSI_NO_VECTOR);
  96                 devm_free_irq(&pdev->dev, vp_vdpa->config_irq, vp_vdpa);
  97                 vp_vdpa->config_irq = VIRTIO_MSI_NO_VECTOR;
  98         }
  99
 100         if (vp_vdpa->vectors) {
 101                 pci_free_irq_vectors(pdev);
 102                 vp_vdpa->vectors = 0;
 103         }
 104 }
 105
 106 static irqreturn_t vp_vdpa_vq_handler(int irq, void *arg)
 107 {
 108         struct vp_vring *vring = arg;
 109
 110         if (vring->cb.callback)
 111                 return vring->cb.callback(vring->cb.private);
 112
 113         return IRQ_HANDLED;
 114 }
 115
 116 static irqreturn_t vp_vdpa_config_handler(int irq, void *arg)
 117 {
 118         struct vp_vdpa *vp_vdpa = arg;
 119
 120         if (vp_vdpa->config_cb.callback)
 121                 return vp_vdpa->config_cb.callback(vp_vdpa->config_cb.private);
 122
 123         return IRQ_HANDLED;
 124 }
 125
 126 static int vp_vdpa_request_irq(struct vp_vdpa *vp_vdpa)
 127 {
 128         struct virtio_pci_modern_device *mdev = &vp_vdpa->mdev;
 129         struct pci_dev *pdev = mdev->pci_dev;
 130         int i, ret, irq;
 131         int queues = vp_vdpa->queues;
 132         int vectors = queues + 1;
 133
 134         ret = pci_alloc_irq_vectors(pdev, vectors, vectors, PCI_IRQ_MSIX);
 135         if (ret != vectors) {
 136                 dev_err(&pdev->dev,
 137                         "vp_vdpa: fail to allocate irq vectors want %d but %d\n",
 138                         vectors, ret);
 139                 return ret;
 140         }
 141
 142         vp_vdpa->vectors = vectors;
 143
 144         for (i = 0; i < queues; i++) {
 145                 snprintf(vp_vdpa->vring[i].msix_name, VP_VDPA_NAME_SIZE,
 146                         "vp-vdpa[%s]-%d\n", pci_name(pdev), i);
 147                 irq = pci_irq_vector(pdev, i);
 148                 ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq,
 149                                        vp_vdpa_vq_handler,
 150                                        0, vp_vdpa->vring[i].msix_name,
 151                                        &vp_vdpa->vring[i]);
 152                 if (ret) {
 153                         dev_err(&pdev->dev,
 154                                 "vp_vdpa: fail to request irq for vq %d\n", i);
 155                         goto err;
 156                 }
 157                 vp_modern_queue_vector(mdev, i, i);
 158                 vp_vdpa->vring[i].irq = irq;
 159         }
 160
 161         snprintf(vp_vdpa->msix_name, VP_VDPA_NAME_SIZE, "vp-vdpa[%s]-config\n",
 162                  pci_name(pdev));
 163         irq = pci_irq_vector(pdev, queues);
 164         ret = devm_request_irq(&pdev->dev, irq, vp_vdpa_config_handler, 0,
 165                                vp_vdpa->msix_name, vp_vdpa);
 166         if (ret) {
 167                 dev_err(&pdev->dev,
 168                         "vp_vdpa: fail to request irq for vq %d\n", i);
 169                         goto err;
 170         }
 171         vp_modern_config_vector(mdev, queues);
 172         vp_vdpa->config_irq = irq;
 173
 174         return 0;
 175 err:
 176         vp_vdpa_free_irq(vp_vdpa);
 177         return ret;
 178 }
 179
 180 static void vp_vdpa_set_status(struct vdpa_device *vdpa, u8 status)
 181 {
 182         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
 183         struct virtio_pci_modern_device *mdev = &vp_vdpa->mdev;
 184         u8 s = vp_vdpa_get_status(vdpa);
 185
 186         if (status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK &&
 187             !(s & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK)) {
 188                 vp_vdpa_request_irq(vp_vdpa);
 189         }
 190
 191         vp_modern_set_status(mdev, status);
 192
 193         if (!(status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK) &&
 194             (s & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK))
 195                 vp_vdpa_free_irq(vp_vdpa);
 196 }
 197
 198 static u16 vp_vdpa_get_vq_num_max(struct vdpa_device *vdpa)
 199 {
 200         return VP_VDPA_QUEUE_MAX;
 201 }
 202
 203 static int vp_vdpa_get_vq_state(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid,
 204                                 struct vdpa_vq_state *state)
 205 {
 206         /* Note that this is not supported by virtio specification, so
 207          * we return -EOPNOTSUPP here. This means we can't support live
 208          * migration, vhost device start/stop.
 209          */
 210         return -EOPNOTSUPP;
 211 }
 212
 213 static int vp_vdpa_set_vq_state_split(struct vdpa_device *vdpa,
 214                                       const struct vdpa_vq_state *state)
 215 {
 216         const struct vdpa_vq_state_split *split = &state->split;
 217
 218         if (split->avail_index == 0)
 219                 return 0;
 220
 221         return -EOPNOTSUPP;
 222 }
 223
 224 static int vp_vdpa_set_vq_state_packed(struct vdpa_device *vdpa,
 225                                        const struct vdpa_vq_state *state)
 226 {
 227         const struct vdpa_vq_state_packed *packed = &state->packed;
 228
 229         if (packed->last_avail_counter == 1 &&
 230             packed->last_avail_idx == 0 &&
 231             packed->last_used_counter == 1 &&
 232             packed->last_used_idx == 0)
 233                 return 0;
 234
 235         return -EOPNOTSUPP;
 236 }
 237
 238 static int vp_vdpa_set_vq_state(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid,
 239                                 const struct vdpa_vq_state *state)
 240 {
 241         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 242
 243         /* Note that this is not supported by virtio specification.
 244          * But if the state is by chance equal to the device initial
 245          * state, we can let it go.
 246          */
 247         if ((vp_modern_get_status(mdev) & VIRTIO_CONFIG_S_FEATURES_OK) &&
 248             !vp_modern_get_queue_enable(mdev, qid)) {
 249                 if (vp_modern_get_driver_features(mdev) &
 250                     BIT_ULL(VIRTIO_F_RING_PACKED))
 251                         return vp_vdpa_set_vq_state_packed(vdpa, state);
 252                 else
 253                         return vp_vdpa_set_vq_state_split(vdpa, state);
 254         }
 255
 256         return -EOPNOTSUPP;
 257 }
 258
 259 static void vp_vdpa_set_vq_cb(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid,
 260                               struct vdpa_callback *cb)
 261 {
 262         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
 263
 264         vp_vdpa->vring[qid].cb = *cb;
 265 }
 266
 267 static void vp_vdpa_set_vq_ready(struct vdpa_device *vdpa,
 268                                  u16 qid, bool ready)
 269 {
 270         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 271
 272         vp_modern_set_queue_enable(mdev, qid, ready);
 273 }
 274
 275 static bool vp_vdpa_get_vq_ready(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid)
 276 {
 277         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 278
 279         return vp_modern_get_queue_enable(mdev, qid);
 280 }
 281
 282 static void vp_vdpa_set_vq_num(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid,
 283                                u32 num)
 284 {
 285         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 286
 287         vp_modern_set_queue_size(mdev, qid, num);
 288 }
 289
 290 static int vp_vdpa_set_vq_address(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid,
 291                                   u64 desc_area, u64 driver_area,
 292                                   u64 device_area)
 293 {
 294         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 295
 296         vp_modern_queue_address(mdev, qid, desc_area,
 297                                 driver_area, device_area);
 298
 299         return 0;
 300 }
 301
 302 static void vp_vdpa_kick_vq(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid)
 303 {
 304         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
 305
 306         vp_iowrite16(qid, vp_vdpa->vring[qid].notify);
 307 }
 308
 309 static u32 vp_vdpa_get_generation(struct vdpa_device *vdpa)
 310 {
 311         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 312
 313         return vp_modern_generation(mdev);
 314 }
 315
 316 static u32 vp_vdpa_get_device_id(struct vdpa_device *vdpa)
 317 {
 318         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 319
 320         return mdev->id.device;
 321 }
 322
 323 static u32 vp_vdpa_get_vendor_id(struct vdpa_device *vdpa)
 324 {
 325         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 326
 327         return mdev->id.vendor;
 328 }
 329
 330 static u32 vp_vdpa_get_vq_align(struct vdpa_device *vdpa)
 331 {
 332         return PAGE_SIZE;
 333 }
 334
 335 static size_t vp_vdpa_get_config_size(struct vdpa_device *vdpa)
 336 {
 337         struct virtio_pci_modern_device *mdev = vdpa_to_mdev(vdpa);
 338
 339         return mdev->device_len;
 340 }
 341
 342 static void vp_vdpa_get_config(struct vdpa_device *vdpa,
 343                                unsigned int offset,
 344                                void *buf, unsigned int len)
 345 {
 346         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
 347         struct virtio_pci_modern_device *mdev = &vp_vdpa->mdev;
 348         u8 old, new;
 349         u8 *p;
 350         int i;
 351
 352         do {
 353                 old = vp_ioread8(&mdev->common->config_generation);
 354                 p = buf;
 355                 for (i = 0; i < len; i++)
 356                         *p++ = vp_ioread8(mdev->device + offset + i);
 357
 358                 new = vp_ioread8(&mdev->common->config_generation);
 359         } while (old != new);
 360 }
 361
 362 static void vp_vdpa_set_config(struct vdpa_device *vdpa,
 363                                unsigned int offset, const void *buf,
 364                                unsigned int len)
 365 {
 366         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
 367         struct virtio_pci_modern_device *mdev = &vp_vdpa->mdev;
 368         const u8 *p = buf;
 369         int i;
 370
 371         for (i = 0; i < len; i++)
 372                 vp_iowrite8(*p++, mdev->device + offset + i);
 373 }
 374
 375 static void vp_vdpa_set_config_cb(struct vdpa_device *vdpa,
 376                                   struct vdpa_callback *cb)
 377 {
 378         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
 379
 380         vp_vdpa->config_cb = *cb;
 381 }
 382
 383 static struct vdpa_notification_area
 384 vp_vdpa_get_vq_notification(struct vdpa_device *vdpa, u16 qid)
 385 {
 386         struct vp_vdpa *vp_vdpa = vdpa_to_vp(vdpa);
 387         struct virtio_pci_modern_device *mdev = &vp_vdpa->mdev;
 388         struct vdpa_notification_area notify;
 389
 390         notify.addr = vp_vdpa->vring[qid].notify_pa;
 391         notify.size = mdev->notify_offset_multiplier;
 392
 393         return notify;
 394 }
 395
 396 static const struct vdpa_config_ops vp_vdpa_ops = {
 397         .get_features   = vp_vdpa_get_features,
 398         .set_features   = vp_vdpa_set_features,
 399         .get_status     = vp_vdpa_get_status,
 400         .set_status     = vp_vdpa_set_status,
 401         .get_vq_num_max = vp_vdpa_get_vq_num_max,
 402         .get_vq_state   = vp_vdpa_get_vq_state,
 403         .get_vq_notification = vp_vdpa_get_vq_notification,
 404         .set_vq_state   = vp_vdpa_set_vq_state,
 405         .set_vq_cb      = vp_vdpa_set_vq_cb,
 406         .set_vq_ready   = vp_vdpa_set_vq_ready,
 407         .get_vq_ready   = vp_vdpa_get_vq_ready,
 408         .set_vq_num     = vp_vdpa_set_vq_num,
 409         .set_vq_address = vp_vdpa_set_vq_address,
 410         .kick_vq        = vp_vdpa_kick_vq,
 411         .get_generation = vp_vdpa_get_generation,
 412         .get_device_id  = vp_vdpa_get_device_id,
 413         .get_vendor_id  = vp_vdpa_get_vendor_id,
 414         .get_vq_align   = vp_vdpa_get_vq_align,
 415         .get_config_size = vp_vdpa_get_config_size,
 416         .get_config     = vp_vdpa_get_config,
 417         .set_config     = vp_vdpa_set_config,
 418         .set_config_cb  = vp_vdpa_set_config_cb,
 419 };
 420
 421 static void vp_vdpa_free_irq_vectors(void *data)
 422 {
 423         pci_free_irq_vectors(data);
 424 }
 425
 426 static int vp_vdpa_probe(struct pci_dev *pdev, const struct pci_device_id *id)
 427 {
 428         struct virtio_pci_modern_device *mdev;
 429         struct device *dev = &pdev->dev;
 430         struct vp_vdpa *vp_vdpa;
 431         int ret, i;
 432
 433         ret = pcim_enable_device(pdev);
 434         if (ret)
 435                 return ret;
 436
 437         vp_vdpa = vdpa_alloc_device(struct vp_vdpa, vdpa,
 438                                     dev, &vp_vdpa_ops, NULL);
 439         if (IS_ERR(vp_vdpa)) {
 440                 dev_err(dev, "vp_vdpa: Failed to allocate vDPA structure\n");
 441                 return PTR_ERR(vp_vdpa);
 442         }
 443
 444         mdev = &vp_vdpa->mdev;
 445         mdev->pci_dev = pdev;
 446
 447         ret = vp_modern_probe(mdev);
 448         if (ret) {
 449                 dev_err(&pdev->dev, "Failed to probe modern PCI device\n");
 450                 goto err;
 451         }
 452
 453         pci_set_master(pdev);
 454         pci_set_drvdata(pdev, vp_vdpa);
 455
 456         vp_vdpa->vdpa.dma_dev = &pdev->dev;
 457         vp_vdpa->queues = vp_modern_get_num_queues(mdev);
 458
 459         ret = devm_add_action_or_reset(dev, vp_vdpa_free_irq_vectors, pdev);
 460         if (ret) {
 461                 dev_err(&pdev->dev,
 462                         "Failed for adding devres for freeing irq vectors\n");
 463                 goto err;
 464         }
 465
 466         vp_vdpa->vring = devm_kcalloc(&pdev->dev, vp_vdpa->queues,
 467                                       sizeof(*vp_vdpa->vring),
 468                                       GFP_KERNEL);
 469         if (!vp_vdpa->vring) {
 470                 ret = -ENOMEM;
 471                 dev_err(&pdev->dev, "Fail to allocate virtqueues\n");
 472                 goto err;
 473         }
 474
 475         for (i = 0; i < vp_vdpa->queues; i++) {
 476                 vp_vdpa->vring[i].irq = VIRTIO_MSI_NO_VECTOR;
 477                 vp_vdpa->vring[i].notify =
 478                         vp_modern_map_vq_notify(mdev, i,
 479                                                 &vp_vdpa->vring[i].notify_pa);
 480                 if (!vp_vdpa->vring[i].notify) {
 481                         ret = -EINVAL;
 482                         dev_warn(&pdev->dev, "Fail to map vq notify %d\n", i);
 483                         goto err;
 484                 }
 485         }
 486         vp_vdpa->config_irq = VIRTIO_MSI_NO_VECTOR;
 487
 488         ret = vdpa_register_device(&vp_vdpa->vdpa, vp_vdpa->queues);
 489         if (ret) {
 490                 dev_err(&pdev->dev, "Failed to register to vdpa bus\n");
 491                 goto err;
 492         }
 493
 494         return 0;
 495
 496 err:
 497         put_device(&vp_vdpa->vdpa.dev);
 498         return ret;
 499 }
 500
 501 static void vp_vdpa_remove(struct pci_dev *pdev)
 502 {
 503         struct vp_vdpa *vp_vdpa = pci_get_drvdata(pdev);
 504
 505         vdpa_unregister_device(&vp_vdpa->vdpa);
 506         vp_modern_remove(&vp_vdpa->mdev);
 507 }
 508
 509 static struct pci_driver vp_vdpa_driver = {
 510         .name           = "vp-vdpa",
 511         .id_table       = NULL, /* only dynamic ids */
 512         .probe          = vp_vdpa_probe,
 513         .remove         = vp_vdpa_remove,
 514 };
 515
 516 module_pci_driver(vp_vdpa_driver);
 517
 518 MODULE_AUTHOR("Jason Wang <jasowang@redhat.com>");
 519 MODULE_DESCRIPTION("vp-vdpa");
 520 MODULE_LICENSE("GPL");
 521 MODULE_VERSION("1");