include/linux/vringh.h

   1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later */
   2 /*
   3  * Linux host-side vring helpers; for when the kernel needs to access
   4  * someone else's vring.
   5  *
   6  * Copyright IBM Corporation, 2013.
   7  * Parts taken from drivers/vhost/vhost.c Copyright 2009 Red Hat, Inc.
   8  *
   9  * Written by: Rusty Russell <rusty@rustcorp.com.au>
  10  */
  11 #ifndef _LINUX_VRINGH_H
  12 #define _LINUX_VRINGH_H
  13 #include <uapi/linux/virtio_ring.h>
  14 #include <linux/virtio_byteorder.h>
  15 #include <linux/uio.h>
  16 #include <linux/slab.h>
  17 #if IS_REACHABLE(CONFIG_VHOST_IOTLB)
  18 #include <linux/dma-direction.h>
  19 #include <linux/vhost_iotlb.h>
  20 #endif
  21 #include <asm/barrier.h>
  22
  23 /* virtio_ring with information needed for host access. */
  24 struct vringh {
  25         /* Everything is little endian */
  26         bool little_endian;
  27
  28         /* Guest publishes used event idx (note: we always do). */
  29         bool event_indices;
  30
  31         /* Can we get away with weak barriers? */
  32         bool weak_barriers;
  33
  34         /* Last available index we saw (ie. where we're up to). */
  35         u16 last_avail_idx;
  36
  37         /* Last index we used. */
  38         u16 last_used_idx;
  39
  40         /* How many descriptors we've completed since last need_notify(). */
  41         u32 completed;
  42
  43         /* The vring (note: it may contain user pointers!) */
  44         struct vring vring;
  45
  46         /* IOTLB for this vring */
  47         struct vhost_iotlb *iotlb;
  48
  49         /* spinlock to synchronize IOTLB accesses */
  50         spinlock_t *iotlb_lock;
  51
  52         /* The function to call to notify the guest about added buffers */
  53         void (*notify)(struct vringh *);
  54 };
  55
  56 /**
  57  * struct vringh_config_ops - ops for creating a host vring from a virtio driver
  58  * @find_vrhs: find the host vrings and instantiate them
  59  *      vdev: the virtio_device
  60  *      nhvrs: the number of host vrings to find
  61  *      hvrs: on success, includes new host vrings
  62  *      callbacks: array of driver callbacks, for each host vring
  63  *              include a NULL entry for vqs that do not need a callback
  64  *      Returns 0 on success or error status
  65  * @del_vrhs: free the host vrings found by find_vrhs().
  66  */
  67 struct virtio_device;
  68 typedef void vrh_callback_t(struct virtio_device *, struct vringh *);
  69 struct vringh_config_ops {
  70         int (*find_vrhs)(struct virtio_device *vdev, unsigned nhvrs,
  71                          struct vringh *vrhs[], vrh_callback_t *callbacks[]);
  72         void (*del_vrhs)(struct virtio_device *vdev);
  73 };
  74
  75 /* The memory the vring can access, and what offset to apply. */
  76 struct vringh_range {
  77         u64 start, end_incl;
  78         u64 offset;
  79 };
  80
  81 /**
  82  * struct vringh_iov - iovec mangler.
  83  *
  84  * Mangles iovec in place, and restores it.
  85  * Remaining data is iov + i, of used - i elements.
  86  */
  87 struct vringh_iov {
  88         struct iovec *iov;
  89         size_t consumed; /* Within iov[i] */
  90         unsigned i, used, max_num;
  91 };
  92
  93 /**
  94  * struct vringh_iov - kvec mangler.
  95  *
  96  * Mangles kvec in place, and restores it.
  97  * Remaining data is iov + i, of used - i elements.
  98  */
  99 struct vringh_kiov {
 100         struct kvec *iov;
 101         size_t consumed; /* Within iov[i] */
 102         unsigned i, used, max_num;
 103 };
 104
 105 /* Flag on max_num to indicate we're kmalloced. */
 106 #define VRINGH_IOV_ALLOCATED 0x8000000
 107
 108 /* Helpers for userspace vrings. */
 109 int vringh_init_user(struct vringh *vrh, u64 features,
 110                      unsigned int num, bool weak_barriers,
 111                      vring_desc_t __user *desc,
 112                      vring_avail_t __user *avail,
 113                      vring_used_t __user *used);
 114
 115 static inline void vringh_iov_init(struct vringh_iov *iov,
 116                                    struct iovec *iovec, unsigned num)
 117 {
 118         iov->used = iov->i = 0;
 119         iov->consumed = 0;
 120         iov->max_num = num;
 121         iov->iov = iovec;
 122 }
 123
 124 static inline void vringh_iov_reset(struct vringh_iov *iov)
 125 {
 126         iov->iov[iov->i].iov_len += iov->consumed;
 127         iov->iov[iov->i].iov_base -= iov->consumed;
 128         iov->consumed = 0;
 129         iov->i = 0;
 130 }
 131
 132 static inline void vringh_iov_cleanup(struct vringh_iov *iov)
 133 {
 134         if (iov->max_num & VRINGH_IOV_ALLOCATED)
 135                 kfree(iov->iov);
 136         iov->max_num = iov->used = iov->i = iov->consumed = 0;
 137         iov->iov = NULL;
 138 }
 139
 140 /* Convert a descriptor into iovecs. */
 141 int vringh_getdesc_user(struct vringh *vrh,
 142                         struct vringh_iov *riov,
 143                         struct vringh_iov *wiov,
 144                         bool (*getrange)(struct vringh *vrh,
 145                                          u64 addr, struct vringh_range *r),
 146                         u16 *head);
 147
 148 /* Copy bytes from readable vsg, consuming it (and incrementing wiov->i). */
 149 ssize_t vringh_iov_pull_user(struct vringh_iov *riov, void *dst, size_t len);
 150
 151 /* Copy bytes into writable vsg, consuming it (and incrementing wiov->i). */
 152 ssize_t vringh_iov_push_user(struct vringh_iov *wiov,
 153                              const void *src, size_t len);
 154
 155 /* Mark a descriptor as used. */
 156 int vringh_complete_user(struct vringh *vrh, u16 head, u32 len);
 157 int vringh_complete_multi_user(struct vringh *vrh,
 158                                const struct vring_used_elem used[],
 159                                unsigned num_used);
 160
 161 /* Pretend we've never seen descriptor (for easy error handling). */
 162 void vringh_abandon_user(struct vringh *vrh, unsigned int num);
 163
 164 /* Do we need to fire the eventfd to notify the other side? */
 165 int vringh_need_notify_user(struct vringh *vrh);
 166
 167 bool vringh_notify_enable_user(struct vringh *vrh);
 168 void vringh_notify_disable_user(struct vringh *vrh);
 169
 170 /* Helpers for kernelspace vrings. */
 171 int vringh_init_kern(struct vringh *vrh, u64 features,
 172                      unsigned int num, bool weak_barriers,
 173                      struct vring_desc *desc,
 174                      struct vring_avail *avail,
 175                      struct vring_used *used);
 176
 177 static inline void vringh_kiov_init(struct vringh_kiov *kiov,
 178                                     struct kvec *kvec, unsigned num)
 179 {
 180         kiov->used = kiov->i = 0;
 181         kiov->consumed = 0;
 182         kiov->max_num = num;
 183         kiov->iov = kvec;
 184 }
 185
 186 static inline void vringh_kiov_reset(struct vringh_kiov *kiov)
 187 {
 188         kiov->iov[kiov->i].iov_len += kiov->consumed;
 189         kiov->iov[kiov->i].iov_base -= kiov->consumed;
 190         kiov->consumed = 0;
 191         kiov->i = 0;
 192 }
 193
 194 static inline void vringh_kiov_cleanup(struct vringh_kiov *kiov)
 195 {
 196         if (kiov->max_num & VRINGH_IOV_ALLOCATED)
 197                 kfree(kiov->iov);
 198         kiov->max_num = kiov->used = kiov->i = kiov->consumed = 0;
 199         kiov->iov = NULL;
 200 }
 201
 202 static inline size_t vringh_kiov_length(struct vringh_kiov *kiov)
 203 {
 204         size_t len = 0;
 205         int i;
 206
 207         for (i = kiov->i; i < kiov->used; i++)
 208                 len += kiov->iov[i].iov_len;
 209
 210         return len;
 211 }
 212
 213 void vringh_kiov_advance(struct vringh_kiov *kiov, size_t len);
 214
 215 int vringh_getdesc_kern(struct vringh *vrh,
 216                         struct vringh_kiov *riov,
 217                         struct vringh_kiov *wiov,
 218                         u16 *head,
 219                         gfp_t gfp);
 220
 221 ssize_t vringh_iov_pull_kern(struct vringh_kiov *riov, void *dst, size_t len);
 222 ssize_t vringh_iov_push_kern(struct vringh_kiov *wiov,
 223                              const void *src, size_t len);
 224 void vringh_abandon_kern(struct vringh *vrh, unsigned int num);
 225 int vringh_complete_kern(struct vringh *vrh, u16 head, u32 len);
 226
 227 bool vringh_notify_enable_kern(struct vringh *vrh);
 228 void vringh_notify_disable_kern(struct vringh *vrh);
 229
 230 int vringh_need_notify_kern(struct vringh *vrh);
 231
 232 /* Notify the guest about buffers added to the used ring */
 233 static inline void vringh_notify(struct vringh *vrh)
 234 {
 235         if (vrh->notify)
 236                 vrh->notify(vrh);
 237 }
 238
 239 static inline bool vringh_is_little_endian(const struct vringh *vrh)
 240 {
 241         return vrh->little_endian ||
 242                 virtio_legacy_is_little_endian();
 243 }
 244
 245 static inline u16 vringh16_to_cpu(const struct vringh *vrh, __virtio16 val)
 246 {
 247         return __virtio16_to_cpu(vringh_is_little_endian(vrh), val);
 248 }
 249
 250 static inline __virtio16 cpu_to_vringh16(const struct vringh *vrh, u16 val)
 251 {
 252         return __cpu_to_virtio16(vringh_is_little_endian(vrh), val);
 253 }
 254
 255 static inline u32 vringh32_to_cpu(const struct vringh *vrh, __virtio32 val)
 256 {
 257         return __virtio32_to_cpu(vringh_is_little_endian(vrh), val);
 258 }
 259
 260 static inline __virtio32 cpu_to_vringh32(const struct vringh *vrh, u32 val)
 261 {
 262         return __cpu_to_virtio32(vringh_is_little_endian(vrh), val);
 263 }
 264
 265 static inline u64 vringh64_to_cpu(const struct vringh *vrh, __virtio64 val)
 266 {
 267         return __virtio64_to_cpu(vringh_is_little_endian(vrh), val);
 268 }
 269
 270 static inline __virtio64 cpu_to_vringh64(const struct vringh *vrh, u64 val)
 271 {
 272         return __cpu_to_virtio64(vringh_is_little_endian(vrh), val);
 273 }
 274
 275 #if IS_REACHABLE(CONFIG_VHOST_IOTLB)
 276
 277 void vringh_set_iotlb(struct vringh *vrh, struct vhost_iotlb *iotlb,
 278                       spinlock_t *iotlb_lock);
 279
 280 int vringh_init_iotlb(struct vringh *vrh, u64 features,
 281                       unsigned int num, bool weak_barriers,
 282                       struct vring_desc *desc,
 283                       struct vring_avail *avail,
 284                       struct vring_used *used);
 285
 286 int vringh_getdesc_iotlb(struct vringh *vrh,
 287                          struct vringh_kiov *riov,
 288                          struct vringh_kiov *wiov,
 289                          u16 *head,
 290                          gfp_t gfp);
 291
 292 ssize_t vringh_iov_pull_iotlb(struct vringh *vrh,
 293                               struct vringh_kiov *riov,
 294                               void *dst, size_t len);
 295 ssize_t vringh_iov_push_iotlb(struct vringh *vrh,
 296                               struct vringh_kiov *wiov,
 297                               const void *src, size_t len);
 298
 299 void vringh_abandon_iotlb(struct vringh *vrh, unsigned int num);
 300
 301 int vringh_complete_iotlb(struct vringh *vrh, u16 head, u32 len);
 302
 303 bool vringh_notify_enable_iotlb(struct vringh *vrh);
 304 void vringh_notify_disable_iotlb(struct vringh *vrh);
 305
 306 int vringh_need_notify_iotlb(struct vringh *vrh);
 307
 308 #endif /* CONFIG_VHOST_IOTLB */
 309
 310 #endif /* _LINUX_VRINGH_H */