drivers/virtio/virtio_ring.c

   1 /* Virtio ring implementation.
   2  *
   3  *  Copyright 2007 Rusty Russell IBM Corporation
   4  *
   5  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
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   9  *
  10  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  *  GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  17  *  Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  18  */
  19 #include <linux/virtio.h>
  20 #include <linux/virtio_ring.h>
  21 #include <linux/virtio_config.h>
  22 #include <linux/device.h>
  23 #include <linux/slab.h>
  24 #include <linux/module.h>
  25 #include <linux/hrtimer.h>
  26 #include <linux/kmemleak.h>
  27
  28 #ifdef DEBUG
  29 /* For development, we want to crash whenever the ring is screwed. */
  30 #define BAD_RING(_vq, fmt, args...)                             \
  31         do {                                                    \
  32                 dev_err(&(_vq)->vq.vdev->dev,                   \
  33                         "%s:"fmt, (_vq)->vq.name, ##args);      \
  34                 BUG();                                          \
  35         } while (0)
  36 /* Caller is supposed to guarantee no reentry. */
  37 #define START_USE(_vq)                                          \
  38         do {                                                    \
  39                 if ((_vq)->in_use)                              \
  40                         panic("%s:in_use = %i\n",               \
  41                               (_vq)->vq.name, (_vq)->in_use);   \
  42                 (_vq)->in_use = __LINE__;                       \
  43         } while (0)
  44 #define END_USE(_vq) \
  45         do { BUG_ON(!(_vq)->in_use); (_vq)->in_use = 0; } while(0)
  46 #else
  47 #define BAD_RING(_vq, fmt, args...)                             \
  48         do {                                                    \
  49                 dev_err(&_vq->vq.vdev->dev,                     \
  50                         "%s:"fmt, (_vq)->vq.name, ##args);      \
  51                 (_vq)->broken = true;                           \
  52         } while (0)
  53 #define START_USE(vq)
  54 #define END_USE(vq)
  55 #endif
  56
  57 struct vring_virtqueue {
  58         struct virtqueue vq;
  59
  60         /* Actual memory layout for this queue */
  61         struct vring vring;
  62
  63         /* Can we use weak barriers? */
  64         bool weak_barriers;
  65
  66         /* Other side has made a mess, don't try any more. */
  67         bool broken;
  68
  69         /* Host supports indirect buffers */
  70         bool indirect;
  71
  72         /* Host publishes avail event idx */
  73         bool event;
  74
  75         /* Head of free buffer list. */
  76         unsigned int free_head;
  77         /* Number we've added since last sync. */
  78         unsigned int num_added;
  79
  80         /* Last used index we've seen. */
  81         u16 last_used_idx;
  82
  83         /* Last written value to avail->flags */
  84         u16 avail_flags_shadow;
  85
  86         /* Last written value to avail->idx in guest byte order */
  87         u16 avail_idx_shadow;
  88
  89         /* How to notify other side. FIXME: commonalize hcalls! */
  90         bool (*notify)(struct virtqueue *vq);
  91
  92 #ifdef DEBUG
  93         /* They're supposed to lock for us. */
  94         unsigned int in_use;
  95
  96         /* Figure out if their kicks are too delayed. */
  97         bool last_add_time_valid;
  98         ktime_t last_add_time;
  99 #endif
 100
 101         /* Tokens for callbacks. */
 102         void *data[];
 103 };
 104
 105 #define to_vvq(_vq) container_of(_vq, struct vring_virtqueue, vq)
 106
 107 static struct vring_desc *alloc_indirect(struct virtqueue *_vq,
 108                                          unsigned int total_sg, gfp_t gfp)
 109 {
 110         struct vring_desc *desc;
 111         unsigned int i;
 112
 113         /*
 114          * We require lowmem mappings for the descriptors because
 115          * otherwise virt_to_phys will give us bogus addresses in the
 116          * virtqueue.
 117          */
 118         gfp &= ~__GFP_HIGHMEM;
 119
 120         desc = kmalloc(total_sg * sizeof(struct vring_desc), gfp);
 121         if (!desc)
 122                 return NULL;
 123
 124         for (i = 0; i < total_sg; i++)
 125                 desc[i].next = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, i + 1);
 126         return desc;
 127 }
 128
 129 static inline int virtqueue_add(struct virtqueue *_vq,
 130                                 struct scatterlist *sgs[],
 131                                 unsigned int total_sg,
 132                                 unsigned int out_sgs,
 133                                 unsigned int in_sgs,
 134                                 void *data,
 135                                 gfp_t gfp)
 136 {
 137         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 138         struct scatterlist *sg;
 139         struct vring_desc *desc;
 140         unsigned int i, n, avail, descs_used, uninitialized_var(prev);
 141         int head;
 142         bool indirect;
 143
 144         START_USE(vq);
 145
 146         BUG_ON(data == NULL);
 147
 148         if (unlikely(vq->broken)) {
 149                 END_USE(vq);
 150                 return -EIO;
 151         }
 152
 153 #ifdef DEBUG
 154         {
 155                 ktime_t now = ktime_get();
 156
 157                 /* No kick or get, with .1 second between?  Warn. */
 158                 if (vq->last_add_time_valid)
 159                         WARN_ON(ktime_to_ms(ktime_sub(now, vq->last_add_time))
 160                                             > 100);
 161                 vq->last_add_time = now;
 162                 vq->last_add_time_valid = true;
 163         }
 164 #endif
 165
 166         BUG_ON(total_sg > vq->vring.num);
 167         BUG_ON(total_sg == 0);
 168
 169         head = vq->free_head;
 170
 171         /* If the host supports indirect descriptor tables, and we have multiple
 172          * buffers, then go indirect. FIXME: tune this threshold */
 173         if (vq->indirect && total_sg > 1 && vq->vq.num_free)
 174                 desc = alloc_indirect(_vq, total_sg, gfp);
 175         else
 176                 desc = NULL;
 177
 178         if (desc) {
 179                 /* Use a single buffer which doesn't continue */
 180                 vq->vring.desc[head].flags = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, VRING_DESC_F_INDIRECT);
 181                 vq->vring.desc[head].addr = cpu_to_virtio64(_vq->vdev, virt_to_phys(desc));
 182                 /* avoid kmemleak false positive (hidden by virt_to_phys) */
 183                 kmemleak_ignore(desc);
 184                 vq->vring.desc[head].len = cpu_to_virtio32(_vq->vdev, total_sg * sizeof(struct vring_desc));
 185
 186                 /* Set up rest to use this indirect table. */
 187                 i = 0;
 188                 descs_used = 1;
 189                 indirect = true;
 190         } else {
 191                 desc = vq->vring.desc;
 192                 i = head;
 193                 descs_used = total_sg;
 194                 indirect = false;
 195         }
 196
 197         if (vq->vq.num_free < descs_used) {
 198                 pr_debug("Can't add buf len %i - avail = %i\n",
 199                          descs_used, vq->vq.num_free);
 200                 /* FIXME: for historical reasons, we force a notify here if
 201                  * there are outgoing parts to the buffer.  Presumably the
 202                  * host should service the ring ASAP. */
 203                 if (out_sgs)
 204                         vq->notify(&vq->vq);
 205                 END_USE(vq);
 206                 return -ENOSPC;
 207         }
 208
 209         /* We're about to use some buffers from the free list. */
 210         vq->vq.num_free -= descs_used;
 211
 212         for (n = 0; n < out_sgs; n++) {
 213                 for (sg = sgs[n]; sg; sg = sg_next(sg)) {
 214                         desc[i].flags = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, VRING_DESC_F_NEXT);
 215                         desc[i].addr = cpu_to_virtio64(_vq->vdev, sg_phys(sg));
 216                         desc[i].len = cpu_to_virtio32(_vq->vdev, sg->length);
 217                         prev = i;
 218                         i = virtio16_to_cpu(_vq->vdev, desc[i].next);
 219                 }
 220         }
 221         for (; n < (out_sgs + in_sgs); n++) {
 222                 for (sg = sgs[n]; sg; sg = sg_next(sg)) {
 223                         desc[i].flags = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, VRING_DESC_F_NEXT | VRING_DESC_F_WRITE);
 224                         desc[i].addr = cpu_to_virtio64(_vq->vdev, sg_phys(sg));
 225                         desc[i].len = cpu_to_virtio32(_vq->vdev, sg->length);
 226                         prev = i;
 227                         i = virtio16_to_cpu(_vq->vdev, desc[i].next);
 228                 }
 229         }
 230         /* Last one doesn't continue. */
 231         desc[prev].flags &= cpu_to_virtio16(_vq->vdev, ~VRING_DESC_F_NEXT);
 232
 233         /* Update free pointer */
 234         if (indirect)
 235                 vq->free_head = virtio16_to_cpu(_vq->vdev, vq->vring.desc[head].next);
 236         else
 237                 vq->free_head = i;
 238
 239         /* Set token. */
 240         vq->data[head] = data;
 241
 242         /* Put entry in available array (but don't update avail->idx until they
 243          * do sync). */
 244         avail = vq->avail_idx_shadow & (vq->vring.num - 1);
 245         vq->vring.avail->ring[avail] = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, head);
 246
 247         /* Descriptors and available array need to be set before we expose the
 248          * new available array entries. */
 249         virtio_wmb(vq->weak_barriers);
 250         vq->avail_idx_shadow++;
 251         vq->vring.avail->idx = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, vq->avail_idx_shadow);
 252         vq->num_added++;
 253
 254         pr_debug("Added buffer head %i to %p\n", head, vq);
 255         END_USE(vq);
 256
 257         /* This is very unlikely, but theoretically possible.  Kick
 258          * just in case. */
 259         if (unlikely(vq->num_added == (1 << 16) - 1))
 260                 virtqueue_kick(_vq);
 261
 262         return 0;
 263 }
 264
 265 /**
 266  * virtqueue_add_sgs - expose buffers to other end
 267  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 268  * @sgs: array of terminated scatterlists.
 269  * @out_num: the number of scatterlists readable by other side
 270  * @in_num: the number of scatterlists which are writable (after readable ones)
 271  * @data: the token identifying the buffer.
 272  * @gfp: how to do memory allocations (if necessary).
 273  *
 274  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue operations
 275  * at the same time (except where noted).
 276  *
 277  * Returns zero or a negative error (ie. ENOSPC, ENOMEM, EIO).
 278  */
 279 int virtqueue_add_sgs(struct virtqueue *_vq,
 280                       struct scatterlist *sgs[],
 281                       unsigned int out_sgs,
 282                       unsigned int in_sgs,
 283                       void *data,
 284                       gfp_t gfp)
 285 {
 286         unsigned int i, total_sg = 0;
 287
 288         /* Count them first. */
 289         for (i = 0; i < out_sgs + in_sgs; i++) {
 290                 struct scatterlist *sg;
 291                 for (sg = sgs[i]; sg; sg = sg_next(sg))
 292                         total_sg++;
 293         }
 294         return virtqueue_add(_vq, sgs, total_sg, out_sgs, in_sgs, data, gfp);
 295 }
 296 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_add_sgs);
 297
 298 /**
 299  * virtqueue_add_outbuf - expose output buffers to other end
 300  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 301  * @sg: scatterlist (must be well-formed and terminated!)
 302  * @num: the number of entries in @sg readable by other side
 303  * @data: the token identifying the buffer.
 304  * @gfp: how to do memory allocations (if necessary).
 305  *
 306  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue operations
 307  * at the same time (except where noted).
 308  *
 309  * Returns zero or a negative error (ie. ENOSPC, ENOMEM, EIO).
 310  */
 311 int virtqueue_add_outbuf(struct virtqueue *vq,
 312                          struct scatterlist *sg, unsigned int num,
 313                          void *data,
 314                          gfp_t gfp)
 315 {
 316         return virtqueue_add(vq, &sg, num, 1, 0, data, gfp);
 317 }
 318 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_add_outbuf);
 319
 320 /**
 321  * virtqueue_add_inbuf - expose input buffers to other end
 322  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 323  * @sg: scatterlist (must be well-formed and terminated!)
 324  * @num: the number of entries in @sg writable by other side
 325  * @data: the token identifying the buffer.
 326  * @gfp: how to do memory allocations (if necessary).
 327  *
 328  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue operations
 329  * at the same time (except where noted).
 330  *
 331  * Returns zero or a negative error (ie. ENOSPC, ENOMEM, EIO).
 332  */
 333 int virtqueue_add_inbuf(struct virtqueue *vq,
 334                         struct scatterlist *sg, unsigned int num,
 335                         void *data,
 336                         gfp_t gfp)
 337 {
 338         return virtqueue_add(vq, &sg, num, 0, 1, data, gfp);
 339 }
 340 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_add_inbuf);
 341
 342 /**
 343  * virtqueue_kick_prepare - first half of split virtqueue_kick call.
 344  * @vq: the struct virtqueue
 345  *
 346  * Instead of virtqueue_kick(), you can do:
 347  *      if (virtqueue_kick_prepare(vq))
 348  *              virtqueue_notify(vq);
 349  *
 350  * This is sometimes useful because the virtqueue_kick_prepare() needs
 351  * to be serialized, but the actual virtqueue_notify() call does not.
 352  */
 353 bool virtqueue_kick_prepare(struct virtqueue *_vq)
 354 {
 355         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 356         u16 new, old;
 357         bool needs_kick;
 358
 359         START_USE(vq);
 360         /* We need to expose available array entries before checking avail
 361          * event. */
 362         virtio_mb(vq->weak_barriers);
 363
 364         old = vq->avail_idx_shadow - vq->num_added;
 365         new = vq->avail_idx_shadow;
 366         vq->num_added = 0;
 367
 368 #ifdef DEBUG
 369         if (vq->last_add_time_valid) {
 370                 WARN_ON(ktime_to_ms(ktime_sub(ktime_get(),
 371                                               vq->last_add_time)) > 100);
 372         }
 373         vq->last_add_time_valid = false;
 374 #endif
 375
 376         if (vq->event) {
 377                 needs_kick = vring_need_event(virtio16_to_cpu(_vq->vdev, vring_avail_event(&vq->vring)),
 378                                               new, old);
 379         } else {
 380                 needs_kick = !(vq->vring.used->flags & cpu_to_virtio16(_vq->vdev, VRING_USED_F_NO_NOTIFY));
 381         }
 382         END_USE(vq);
 383         return needs_kick;
 384 }
 385 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_kick_prepare);
 386
 387 /**
 388  * virtqueue_notify - second half of split virtqueue_kick call.
 389  * @vq: the struct virtqueue
 390  *
 391  * This does not need to be serialized.
 392  *
 393  * Returns false if host notify failed or queue is broken, otherwise true.
 394  */
 395 bool virtqueue_notify(struct virtqueue *_vq)
 396 {
 397         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 398
 399         if (unlikely(vq->broken))
 400                 return false;
 401
 402         /* Prod other side to tell it about changes. */
 403         if (!vq->notify(_vq)) {
 404                 vq->broken = true;
 405                 return false;
 406         }
 407         return true;
 408 }
 409 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_notify);
 410
 411 /**
 412  * virtqueue_kick - update after add_buf
 413  * @vq: the struct virtqueue
 414  *
 415  * After one or more virtqueue_add_* calls, invoke this to kick
 416  * the other side.
 417  *
 418  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue
 419  * operations at the same time (except where noted).
 420  *
 421  * Returns false if kick failed, otherwise true.
 422  */
 423 bool virtqueue_kick(struct virtqueue *vq)
 424 {
 425         if (virtqueue_kick_prepare(vq))
 426                 return virtqueue_notify(vq);
 427         return true;
 428 }
 429 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_kick);
 430
 431 static void detach_buf(struct vring_virtqueue *vq, unsigned int head)
 432 {
 433         unsigned int i;
 434
 435         /* Clear data ptr. */
 436         vq->data[head] = NULL;
 437
 438         /* Put back on free list: find end */
 439         i = head;
 440
 441         /* Free the indirect table */
 442         if (vq->vring.desc[i].flags & cpu_to_virtio16(vq->vq.vdev, VRING_DESC_F_INDIRECT))
 443                 kfree(phys_to_virt(virtio64_to_cpu(vq->vq.vdev, vq->vring.desc[i].addr)));
 444
 445         while (vq->vring.desc[i].flags & cpu_to_virtio16(vq->vq.vdev, VRING_DESC_F_NEXT)) {
 446                 i = virtio16_to_cpu(vq->vq.vdev, vq->vring.desc[i].next);
 447                 vq->vq.num_free++;
 448         }
 449
 450         vq->vring.desc[i].next = cpu_to_virtio16(vq->vq.vdev, vq->free_head);
 451         vq->free_head = head;
 452         /* Plus final descriptor */
 453         vq->vq.num_free++;
 454 }
 455
 456 static inline bool more_used(const struct vring_virtqueue *vq)
 457 {
 458         return vq->last_used_idx != virtio16_to_cpu(vq->vq.vdev, vq->vring.used->idx);
 459 }
 460
 461 /**
 462  * virtqueue_get_buf - get the next used buffer
 463  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 464  * @len: the length written into the buffer
 465  *
 466  * If the driver wrote data into the buffer, @len will be set to the
 467  * amount written.  This means you don't need to clear the buffer
 468  * beforehand to ensure there's no data leakage in the case of short
 469  * writes.
 470  *
 471  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue
 472  * operations at the same time (except where noted).
 473  *
 474  * Returns NULL if there are no used buffers, or the "data" token
 475  * handed to virtqueue_add_*().
 476  */
 477 void *virtqueue_get_buf(struct virtqueue *_vq, unsigned int *len)
 478 {
 479         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 480         void *ret;
 481         unsigned int i;
 482         u16 last_used;
 483
 484         START_USE(vq);
 485
 486         if (unlikely(vq->broken)) {
 487                 END_USE(vq);
 488                 return NULL;
 489         }
 490
 491         if (!more_used(vq)) {
 492                 pr_debug("No more buffers in queue\n");
 493                 END_USE(vq);
 494                 return NULL;
 495         }
 496
 497         /* Only get used array entries after they have been exposed by host. */
 498         virtio_rmb(vq->weak_barriers);
 499
 500         last_used = (vq->last_used_idx & (vq->vring.num - 1));
 501         i = virtio32_to_cpu(_vq->vdev, vq->vring.used->ring[last_used].id);
 502         *len = virtio32_to_cpu(_vq->vdev, vq->vring.used->ring[last_used].len);
 503
 504         if (unlikely(i >= vq->vring.num)) {
 505                 BAD_RING(vq, "id %u out of range\n", i);
 506                 return NULL;
 507         }
 508         if (unlikely(!vq->data[i])) {
 509                 BAD_RING(vq, "id %u is not a head!\n", i);
 510                 return NULL;
 511         }
 512
 513         /* detach_buf clears data, so grab it now. */
 514         ret = vq->data[i];
 515         detach_buf(vq, i);
 516         vq->last_used_idx++;
 517         /* If we expect an interrupt for the next entry, tell host
 518          * by writing event index and flush out the write before
 519          * the read in the next get_buf call. */
 520         if (!(vq->avail_flags_shadow & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT)) {
 521                 vring_used_event(&vq->vring) = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, vq->last_used_idx);
 522                 virtio_mb(vq->weak_barriers);
 523         }
 524
 525 #ifdef DEBUG
 526         vq->last_add_time_valid = false;
 527 #endif
 528
 529         END_USE(vq);
 530         return ret;
 531 }
 532 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_get_buf);
 533
 534 /**
 535  * virtqueue_disable_cb - disable callbacks
 536  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 537  *
 538  * Note that this is not necessarily synchronous, hence unreliable and only
 539  * useful as an optimization.
 540  *
 541  * Unlike other operations, this need not be serialized.
 542  */
 543 void virtqueue_disable_cb(struct virtqueue *_vq)
 544 {
 545         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 546
 547         if (!(vq->avail_flags_shadow & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT)) {
 548                 vq->avail_flags_shadow |= VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT;
 549                 vq->vring.avail->flags = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, vq->avail_flags_shadow);
 550         }
 551
 552 }
 553 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_disable_cb);
 554
 555 /**
 556  * virtqueue_enable_cb_prepare - restart callbacks after disable_cb
 557  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 558  *
 559  * This re-enables callbacks; it returns current queue state
 560  * in an opaque unsigned value. This value should be later tested by
 561  * virtqueue_poll, to detect a possible race between the driver checking for
 562  * more work, and enabling callbacks.
 563  *
 564  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue
 565  * operations at the same time (except where noted).
 566  */
 567 unsigned virtqueue_enable_cb_prepare(struct virtqueue *_vq)
 568 {
 569         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 570         u16 last_used_idx;
 571
 572         START_USE(vq);
 573
 574         /* We optimistically turn back on interrupts, then check if there was
 575          * more to do. */
 576         /* Depending on the VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX feature, we need to
 577          * either clear the flags bit or point the event index at the next
 578          * entry. Always do both to keep code simple. */
 579         if (vq->avail_flags_shadow & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT) {
 580                 vq->avail_flags_shadow &= ~VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT;
 581                 vq->vring.avail->flags = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, vq->avail_flags_shadow);
 582         }
 583         vring_used_event(&vq->vring) = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, last_used_idx = vq->last_used_idx);
 584         END_USE(vq);
 585         return last_used_idx;
 586 }
 587 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_enable_cb_prepare);
 588
 589 /**
 590  * virtqueue_poll - query pending used buffers
 591  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 592  * @last_used_idx: virtqueue state (from call to virtqueue_enable_cb_prepare).
 593  *
 594  * Returns "true" if there are pending used buffers in the queue.
 595  *
 596  * This does not need to be serialized.
 597  */
 598 bool virtqueue_poll(struct virtqueue *_vq, unsigned last_used_idx)
 599 {
 600         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 601
 602         virtio_mb(vq->weak_barriers);
 603         return (u16)last_used_idx != virtio16_to_cpu(_vq->vdev, vq->vring.used->idx);
 604 }
 605 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_poll);
 606
 607 /**
 608  * virtqueue_enable_cb - restart callbacks after disable_cb.
 609  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 610  *
 611  * This re-enables callbacks; it returns "false" if there are pending
 612  * buffers in the queue, to detect a possible race between the driver
 613  * checking for more work, and enabling callbacks.
 614  *
 615  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue
 616  * operations at the same time (except where noted).
 617  */
 618 bool virtqueue_enable_cb(struct virtqueue *_vq)
 619 {
 620         unsigned last_used_idx = virtqueue_enable_cb_prepare(_vq);
 621         return !virtqueue_poll(_vq, last_used_idx);
 622 }
 623 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_enable_cb);
 624
 625 /**
 626  * virtqueue_enable_cb_delayed - restart callbacks after disable_cb.
 627  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 628  *
 629  * This re-enables callbacks but hints to the other side to delay
 630  * interrupts until most of the available buffers have been processed;
 631  * it returns "false" if there are many pending buffers in the queue,
 632  * to detect a possible race between the driver checking for more work,
 633  * and enabling callbacks.
 634  *
 635  * Caller must ensure we don't call this with other virtqueue
 636  * operations at the same time (except where noted).
 637  */
 638 bool virtqueue_enable_cb_delayed(struct virtqueue *_vq)
 639 {
 640         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 641         u16 bufs;
 642
 643         START_USE(vq);
 644
 645         /* We optimistically turn back on interrupts, then check if there was
 646          * more to do. */
 647         /* Depending on the VIRTIO_RING_F_USED_EVENT_IDX feature, we need to
 648          * either clear the flags bit or point the event index at the next
 649          * entry. Always do both to keep code simple. */
 650         if (vq->avail_flags_shadow & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT) {
 651                 vq->avail_flags_shadow &= ~VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT;
 652                 vq->vring.avail->flags = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, vq->avail_flags_shadow);
 653         }
 654         /* TODO: tune this threshold */
 655         bufs = (u16)(vq->avail_idx_shadow - vq->last_used_idx) * 3 / 4;
 656         vring_used_event(&vq->vring) = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, vq->last_used_idx + bufs);
 657         virtio_mb(vq->weak_barriers);
 658         if (unlikely((u16)(virtio16_to_cpu(_vq->vdev, vq->vring.used->idx) - vq->last_used_idx) > bufs)) {
 659                 END_USE(vq);
 660                 return false;
 661         }
 662
 663         END_USE(vq);
 664         return true;
 665 }
 666 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_enable_cb_delayed);
 667
 668 /**
 669  * virtqueue_detach_unused_buf - detach first unused buffer
 670  * @vq: the struct virtqueue we're talking about.
 671  *
 672  * Returns NULL or the "data" token handed to virtqueue_add_*().
 673  * This is not valid on an active queue; it is useful only for device
 674  * shutdown.
 675  */
 676 void *virtqueue_detach_unused_buf(struct virtqueue *_vq)
 677 {
 678         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 679         unsigned int i;
 680         void *buf;
 681
 682         START_USE(vq);
 683
 684         for (i = 0; i < vq->vring.num; i++) {
 685                 if (!vq->data[i])
 686                         continue;
 687                 /* detach_buf clears data, so grab it now. */
 688                 buf = vq->data[i];
 689                 detach_buf(vq, i);
 690                 vq->avail_idx_shadow--;
 691                 vq->vring.avail->idx = cpu_to_virtio16(_vq->vdev, vq->avail_idx_shadow);
 692                 END_USE(vq);
 693                 return buf;
 694         }
 695         /* That should have freed everything. */
 696         BUG_ON(vq->vq.num_free != vq->vring.num);
 697
 698         END_USE(vq);
 699         return NULL;
 700 }
 701 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_detach_unused_buf);
 702
 703 irqreturn_t vring_interrupt(int irq, void *_vq)
 704 {
 705         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 706
 707         if (!more_used(vq)) {
 708                 pr_debug("virtqueue interrupt with no work for %p\n", vq);
 709                 return IRQ_NONE;
 710         }
 711
 712         if (unlikely(vq->broken))
 713                 return IRQ_HANDLED;
 714
 715         pr_debug("virtqueue callback for %p (%p)\n", vq, vq->vq.callback);
 716         if (vq->vq.callback)
 717                 vq->vq.callback(&vq->vq);
 718
 719         return IRQ_HANDLED;
 720 }
 721 EXPORT_SYMBOL_GPL(vring_interrupt);
 722
 723 struct virtqueue *vring_new_virtqueue(unsigned int index,
 724                                       unsigned int num,
 725                                       unsigned int vring_align,
 726                                       struct virtio_device *vdev,
 727                                       bool weak_barriers,
 728                                       void *pages,
 729                                       bool (*notify)(struct virtqueue *),
 730                                       void (*callback)(struct virtqueue *),
 731                                       const char *name)
 732 {
 733         struct vring_virtqueue *vq;
 734         unsigned int i;
 735
 736         /* We assume num is a power of 2. */
 737         if (num & (num - 1)) {
 738                 dev_warn(&vdev->dev, "Bad virtqueue length %u\n", num);
 739                 return NULL;
 740         }
 741
 742         vq = kmalloc(sizeof(*vq) + sizeof(void *)*num, GFP_KERNEL);
 743         if (!vq)
 744                 return NULL;
 745
 746         vring_init(&vq->vring, num, pages, vring_align);
 747         vq->vq.callback = callback;
 748         vq->vq.vdev = vdev;
 749         vq->vq.name = name;
 750         vq->vq.num_free = num;
 751         vq->vq.index = index;
 752         vq->notify = notify;
 753         vq->weak_barriers = weak_barriers;
 754         vq->broken = false;
 755         vq->last_used_idx = 0;
 756         vq->avail_flags_shadow = 0;
 757         vq->avail_idx_shadow = 0;
 758         vq->num_added = 0;
 759         list_add_tail(&vq->vq.list, &vdev->vqs);
 760 #ifdef DEBUG
 761         vq->in_use = false;
 762         vq->last_add_time_valid = false;
 763 #endif
 764
 765         vq->indirect = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC);
 766         vq->event = virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX);
 767
 768         /* No callback?  Tell other side not to bother us. */
 769         if (!callback) {
 770                 vq->avail_flags_shadow |= VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT;
 771                 vq->vring.avail->flags = cpu_to_virtio16(vdev, vq->avail_flags_shadow);
 772         }
 773
 774         /* Put everything in free lists. */
 775         vq->free_head = 0;
 776         for (i = 0; i < num-1; i++) {
 777                 vq->vring.desc[i].next = cpu_to_virtio16(vdev, i + 1);
 778                 vq->data[i] = NULL;
 779         }
 780         vq->data[i] = NULL;
 781
 782         return &vq->vq;
 783 }
 784 EXPORT_SYMBOL_GPL(vring_new_virtqueue);
 785
 786 void vring_del_virtqueue(struct virtqueue *vq)
 787 {
 788         list_del(&vq->list);
 789         kfree(to_vvq(vq));
 790 }
 791 EXPORT_SYMBOL_GPL(vring_del_virtqueue);
 792
 793 /* Manipulates transport-specific feature bits. */
 794 void vring_transport_features(struct virtio_device *vdev)
 795 {
 796         unsigned int i;
 797
 798         for (i = VIRTIO_TRANSPORT_F_START; i < VIRTIO_TRANSPORT_F_END; i++) {
 799                 switch (i) {
 800                 case VIRTIO_RING_F_INDIRECT_DESC:
 801                         break;
 802                 case VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX:
 803                         break;
 804                 case VIRTIO_F_VERSION_1:
 805                         break;
 806                 default:
 807                         /* We don't understand this bit. */
 808                         __virtio_clear_bit(vdev, i);
 809                 }
 810         }
 811 }
 812 EXPORT_SYMBOL_GPL(vring_transport_features);
 813
 814 /**
 815  * virtqueue_get_vring_size - return the size of the virtqueue's vring
 816  * @vq: the struct virtqueue containing the vring of interest.
 817  *
 818  * Returns the size of the vring.  This is mainly used for boasting to
 819  * userspace.  Unlike other operations, this need not be serialized.
 820  */
 821 unsigned int virtqueue_get_vring_size(struct virtqueue *_vq)
 822 {
 823
 824         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 825
 826         return vq->vring.num;
 827 }
 828 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_get_vring_size);
 829
 830 bool virtqueue_is_broken(struct virtqueue *_vq)
 831 {
 832         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 833
 834         return vq->broken;
 835 }
 836 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_is_broken);
 837
 838 /*
 839  * This should prevent the device from being used, allowing drivers to
 840  * recover.  You may need to grab appropriate locks to flush.
 841  */
 842 void virtio_break_device(struct virtio_device *dev)
 843 {
 844         struct virtqueue *_vq;
 845
 846         list_for_each_entry(_vq, &dev->vqs, list) {
 847                 struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 848                 vq->broken = true;
 849         }
 850 }
 851 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtio_break_device);
 852
 853 void *virtqueue_get_avail(struct virtqueue *_vq)
 854 {
 855         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 856
 857         return vq->vring.avail;
 858 }
 859 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_get_avail);
 860
 861 void *virtqueue_get_used(struct virtqueue *_vq)
 862 {
 863         struct vring_virtqueue *vq = to_vvq(_vq);
 864
 865         return vq->vring.used;
 866 }
 867 EXPORT_SYMBOL_GPL(virtqueue_get_used);
 868
 869 MODULE_LICENSE("GPL");