Merge branch 'master' of /home/nchip/public_html/qemu into garage-push
[qemu] / hw / virtio.c
index bfa6a40..45a49fa 100644 (file)
 #include "virtio.h"
 #include "sysemu.h"
 
-//#define VIRTIO_ZERO_COPY
-
-/* from Linux's linux/virtio_pci.h */
-
-/* A 32-bit r/o bitmask of the features supported by the host */
-#define VIRTIO_PCI_HOST_FEATURES        0
-
-/* A 32-bit r/w bitmask of features activated by the guest */
-#define VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES       4
-
-/* A 32-bit r/w PFN for the currently selected queue */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN            8
-
-/* A 16-bit r/o queue size for the currently selected queue */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_NUM            12
-
-/* A 16-bit r/w queue selector */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL            14
-
-/* A 16-bit r/w queue notifier */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_NOTIFY         16
-
-/* An 8-bit device status register.  */
-#define VIRTIO_PCI_STATUS               18
-
-/* An 8-bit r/o interrupt status register.  Reading the value will return the
- * current contents of the ISR and will also clear it.  This is effectively
- * a read-and-acknowledge. */
-#define VIRTIO_PCI_ISR                  19
-
-#define VIRTIO_PCI_CONFIG               20
-
-/* Virtio ABI version, if we increment this, we break the guest driver. */
-#define VIRTIO_PCI_ABI_VERSION          0
-
-/* How many bits to shift physical queue address written to QUEUE_PFN.
- * 12 is historical, and due to x86 page size. */
-#define VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT    12
-
 /* The alignment to use between consumer and producer parts of vring.
  * x86 pagesize again. */
 #define VIRTIO_PCI_VRING_ALIGN         4096
@@ -104,7 +65,7 @@ typedef struct VRing
 struct VirtQueue
 {
     VRing vring;
-    uint32_t pfn;
+    target_phys_addr_t pa;
     uint16_t last_avail_idx;
     int inuse;
     void (*handle_output)(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq);
@@ -113,45 +74,10 @@ struct VirtQueue
 #define VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX        16
 
 /* virt queue functions */
-#ifdef VIRTIO_ZERO_COPY
-static void *virtio_map_gpa(target_phys_addr_t addr, size_t size)
+static void virtqueue_init(VirtQueue *vq)
 {
-    ram_addr_t off;
-    target_phys_addr_t addr1;
-
-    off = cpu_get_physical_page_desc(addr);
-    if ((off & ~TARGET_PAGE_MASK) != IO_MEM_RAM) {
-        fprintf(stderr, "virtio DMA to IO ram\n");
-        exit(1);
-    }
-
-    off = (off & TARGET_PAGE_MASK) | (addr & ~TARGET_PAGE_MASK);
-
-    for (addr1 = addr + TARGET_PAGE_SIZE;
-         addr1 < TARGET_PAGE_ALIGN(addr + size);
-         addr1 += TARGET_PAGE_SIZE) {
-        ram_addr_t off1;
-
-        off1 = cpu_get_physical_page_desc(addr1);
-        if ((off1 & ~TARGET_PAGE_MASK) != IO_MEM_RAM) {
-            fprintf(stderr, "virtio DMA to IO ram\n");
-            exit(1);
-        }
-
-        off1 = (off1 & TARGET_PAGE_MASK) | (addr1 & ~TARGET_PAGE_MASK);
-
-        if (off1 != (off + (addr1 - addr))) {
-            fprintf(stderr, "discontigous virtio memory\n");
-            exit(1);
-        }
-    }
+    target_phys_addr_t pa = vq->pa;
 
-    return phys_ram_base + off;
-}
-#endif
-
-static void virtqueue_init(VirtQueue *vq, target_phys_addr_t pa)
-{
     vq->vring.desc = pa;
     vq->vring.avail = pa + vq->vring.num * sizeof(VRingDesc);
     vq->vring.used = vring_align(vq->vring.avail +
@@ -274,35 +200,22 @@ void virtqueue_fill(VirtQueue *vq, const VirtQueueElement *elem,
     unsigned int offset;
     int i;
 
-#ifndef VIRTIO_ZERO_COPY
-    for (i = 0; i < elem->out_num; i++)
-        qemu_free(elem->out_sg[i].iov_base);
-#endif
-
     offset = 0;
     for (i = 0; i < elem->in_num; i++) {
         size_t size = MIN(len - offset, elem->in_sg[i].iov_len);
 
-#ifdef VIRTIO_ZERO_COPY
-        if (size) {
-            ram_addr_t addr = (uint8_t *)elem->in_sg[i].iov_base - phys_ram_base;
-            ram_addr_t off;
+        cpu_physical_memory_unmap(elem->in_sg[i].iov_base,
+                                  elem->in_sg[i].iov_len,
+                                  1, size);
 
-            for (off = 0; off < size; off += TARGET_PAGE_SIZE)
-                cpu_physical_memory_set_dirty(addr + off);
-        }
-#else
-        if (size)
-            cpu_physical_memory_write(elem->in_addr[i],
-                                      elem->in_sg[i].iov_base,
-                                      size);
-
-        qemu_free(elem->in_sg[i].iov_base);
-#endif
-        
-        offset += size;
+        offset += elem->in_sg[i].iov_len;
     }
 
+    for (i = 0; i < elem->out_num; i++)
+        cpu_physical_memory_unmap(elem->out_sg[i].iov_base,
+                                  elem->out_sg[i].iov_len,
+                                  0, elem->out_sg[i].iov_len);
+
     idx = (idx + vring_used_idx(vq)) % vq->vring.num;
 
     /* Get a pointer to the next entry in the used ring. */
@@ -414,6 +327,7 @@ int virtqueue_avail_bytes(VirtQueue *vq, int in_bytes, int out_bytes)
 int virtqueue_pop(VirtQueue *vq, VirtQueueElement *elem)
 {
     unsigned int i, head;
+    target_phys_addr_t len;
 
     if (!virtqueue_num_heads(vq, vq->last_avail_idx))
         return 0;
@@ -424,38 +338,23 @@ int virtqueue_pop(VirtQueue *vq, VirtQueueElement *elem)
     i = head = virtqueue_get_head(vq, vq->last_avail_idx++);
     do {
         struct iovec *sg;
+        int is_write = 0;
 
         if (vring_desc_flags(vq, i) & VRING_DESC_F_WRITE) {
             elem->in_addr[elem->in_num] = vring_desc_addr(vq, i);
             sg = &elem->in_sg[elem->in_num++];
+            is_write = 1;
         } else
             sg = &elem->out_sg[elem->out_num++];
 
         /* Grab the first descriptor, and check it's OK. */
         sg->iov_len = vring_desc_len(vq, i);
+        len = sg->iov_len;
 
-#ifdef VIRTIO_ZERO_COPY
-        sg->iov_base = virtio_map_gpa(vring_desc_addr(vq, i), sg->iov_len);
-#else
-        /* cap individual scatter element size to prevent unbounded allocations
-           of memory from the guest.  Practically speaking, no virtio driver
-           will ever pass more than a page in each element.  We set the cap to
-           be 2MB in case for some reason a large page makes it way into the
-           sg list.  When we implement a zero copy API, this limitation will
-           disappear */
-        if (sg->iov_len > (2 << 20))
-            sg->iov_len = 2 << 20;
-
-        sg->iov_base = qemu_malloc(sg->iov_len);
-        if (sg->iov_base && 
-            !(vring_desc_flags(vq, i) & VRING_DESC_F_WRITE)) {
-            cpu_physical_memory_read(vring_desc_addr(vq, i),
-                                     sg->iov_base,
-                                     sg->iov_len);
-        }
-#endif
-        if (sg->iov_base == NULL) {
-            fprintf(stderr, "Invalid mapping\n");
+        sg->iov_base = cpu_physical_memory_map(vring_desc_addr(vq, i), &len, is_write);
+
+        if (sg->iov_base == NULL || len != sg->iov_len) {
+            fprintf(stderr, "virtio: trying to map MMIO memory\n");
             exit(1);
         }
 
@@ -475,14 +374,11 @@ int virtqueue_pop(VirtQueue *vq, VirtQueueElement *elem)
 
 /* virtio device */
 
-static VirtIODevice *to_virtio_device(PCIDevice *pci_dev)
+void virtio_update_irq(VirtIODevice *vdev)
 {
-    return (VirtIODevice *)pci_dev;
-}
-
-static void virtio_update_irq(VirtIODevice *vdev)
-{
-    qemu_set_irq(vdev->pci_dev.irq[0], vdev->isr & 1);
+    if (vdev->binding->update_irq) {
+        vdev->binding->update_irq(vdev->binding_opaque);
+    }
 }
 
 void virtio_reset(void *opaque)
@@ -504,96 +400,16 @@ void virtio_reset(void *opaque)
         vdev->vq[i].vring.avail = 0;
         vdev->vq[i].vring.used = 0;
         vdev->vq[i].last_avail_idx = 0;
-        vdev->vq[i].pfn = 0;
-    }
-}
-
-static void virtio_ioport_write(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t val)
-{
-    VirtIODevice *vdev = to_virtio_device(opaque);
-    ram_addr_t pa;
-
-    addr -= vdev->addr;
-
-    switch (addr) {
-    case VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES:
-        if (vdev->set_features)
-            vdev->set_features(vdev, val);
-        vdev->features = val;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN:
-        pa = (ram_addr_t)val << VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
-        vdev->vq[vdev->queue_sel].pfn = val;
-        if (pa == 0) {
-            virtio_reset(vdev);
-        } else {
-            virtqueue_init(&vdev->vq[vdev->queue_sel], pa);
-        }
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL:
-        if (val < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX)
-            vdev->queue_sel = val;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_NOTIFY:
-        if (val < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX && vdev->vq[val].vring.desc)
-            vdev->vq[val].handle_output(vdev, &vdev->vq[val]);
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_STATUS:
-        vdev->status = val & 0xFF;
-        if (vdev->status == 0)
-            virtio_reset(vdev);
-        break;
+        vdev->vq[i].pa = 0;
     }
 }
 
-static uint32_t virtio_ioport_read(void *opaque, uint32_t addr)
-{
-    VirtIODevice *vdev = to_virtio_device(opaque);
-    uint32_t ret = 0xFFFFFFFF;
-
-    addr -= vdev->addr;
-
-    switch (addr) {
-    case VIRTIO_PCI_HOST_FEATURES:
-        ret = vdev->get_features(vdev);
-        ret |= (1 << VIRTIO_F_NOTIFY_ON_EMPTY);
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_GUEST_FEATURES:
-        ret = vdev->features;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_PFN:
-        ret = vdev->vq[vdev->queue_sel].pfn;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_NUM:
-        ret = vdev->vq[vdev->queue_sel].vring.num;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_QUEUE_SEL:
-        ret = vdev->queue_sel;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_STATUS:
-        ret = vdev->status;
-        break;
-    case VIRTIO_PCI_ISR:
-        /* reading from the ISR also clears it. */
-        ret = vdev->isr;
-        vdev->isr = 0;
-        virtio_update_irq(vdev);
-        break;
-    default:
-        break;
-    }
-
-    return ret;
-}
-
-static uint32_t virtio_config_readb(void *opaque, uint32_t addr)
+uint32_t virtio_config_readb(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint8_t val;
 
     vdev->get_config(vdev, vdev->config);
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return (uint32_t)-1;
 
@@ -601,14 +417,12 @@ static uint32_t virtio_config_readb(void *opaque, uint32_t addr)
     return val;
 }
 
-static uint32_t virtio_config_readw(void *opaque, uint32_t addr)
+uint32_t virtio_config_readw(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint16_t val;
 
     vdev->get_config(vdev, vdev->config);
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return (uint32_t)-1;
 
@@ -616,14 +430,12 @@ static uint32_t virtio_config_readw(void *opaque, uint32_t addr)
     return val;
 }
 
-static uint32_t virtio_config_readl(void *opaque, uint32_t addr)
+uint32_t virtio_config_readl(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint32_t val;
 
     vdev->get_config(vdev, vdev->config);
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return (uint32_t)-1;
 
@@ -631,12 +443,10 @@ static uint32_t virtio_config_readl(void *opaque, uint32_t addr)
     return val;
 }
 
-static void virtio_config_writeb(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
+void virtio_config_writeb(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr, uint32_t data)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint8_t val = data;
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return;
 
@@ -646,12 +456,10 @@ static void virtio_config_writeb(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
         vdev->set_config(vdev, vdev->config);
 }
 
-static void virtio_config_writew(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
+void virtio_config_writew(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr, uint32_t data)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint16_t val = data;
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return;
 
@@ -661,12 +469,10 @@ static void virtio_config_writew(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
         vdev->set_config(vdev, vdev->config);
 }
 
-static void virtio_config_writel(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
+void virtio_config_writel(VirtIODevice *vdev, uint32_t addr, uint32_t data)
 {
-    VirtIODevice *vdev = opaque;
     uint32_t val = data;
 
-    addr -= vdev->addr + VIRTIO_PCI_CONFIG;
     if (addr > (vdev->config_len - sizeof(val)))
         return;
 
@@ -676,33 +482,30 @@ static void virtio_config_writel(void *opaque, uint32_t addr, uint32_t data)
         vdev->set_config(vdev, vdev->config);
 }
 
-static void virtio_map(PCIDevice *pci_dev, int region_num,
-                       uint32_t addr, uint32_t size, int type)
+void virtio_queue_set_addr(VirtIODevice *vdev, int n, target_phys_addr_t addr)
 {
-    VirtIODevice *vdev = to_virtio_device(pci_dev);
-    int i;
-
-    vdev->addr = addr;
-    for (i = 0; i < 3; i++) {
-        register_ioport_write(addr, 20, 1 << i, virtio_ioport_write, vdev);
-        register_ioport_read(addr, 20, 1 << i, virtio_ioport_read, vdev);
+    if (addr == 0) {
+        virtio_reset(vdev);
+    } else {
+        vdev->vq[n].pa = addr;
+        virtqueue_init(&vdev->vq[n]);
     }
+}
+
+target_phys_addr_t virtio_queue_get_addr(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].pa;
+}
+
+int virtio_queue_get_num(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    return vdev->vq[n].vring.num;
+}
 
-    if (vdev->config_len) {
-        register_ioport_write(addr + 20, vdev->config_len, 1,
-                              virtio_config_writeb, vdev);
-        register_ioport_write(addr + 20, vdev->config_len, 2,
-                              virtio_config_writew, vdev);
-        register_ioport_write(addr + 20, vdev->config_len, 4,
-                              virtio_config_writel, vdev);
-        register_ioport_read(addr + 20, vdev->config_len, 1,
-                             virtio_config_readb, vdev);
-        register_ioport_read(addr + 20, vdev->config_len, 2,
-                             virtio_config_readw, vdev);
-        register_ioport_read(addr + 20, vdev->config_len, 4,
-                             virtio_config_readl, vdev);
-
-        vdev->get_config(vdev, vdev->config);
+void virtio_queue_notify(VirtIODevice *vdev, int n)
+{
+    if (n < VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX && vdev->vq[n].vring.desc) {
+        vdev->vq[n].handle_output(vdev, &vdev->vq[n]);
     }
 }
 
@@ -727,9 +530,10 @@ VirtQueue *virtio_add_queue(VirtIODevice *vdev, int queue_size,
 
 void virtio_notify(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
 {
-    /* Always notify when queue is empty */
-    if ((vq->inuse || vring_avail_idx(vq) != vq->last_avail_idx) &&
-        (vring_avail_flags(vq) & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT))
+    /* Always notify when queue is empty (when feature acknowledge) */
+    if ((vring_avail_flags(vq) & VRING_AVAIL_F_NO_INTERRUPT) &&
+        (!(vdev->features & (1 << VIRTIO_F_NOTIFY_ON_EMPTY)) ||
+         (vq->inuse || vring_avail_idx(vq) != vq->last_avail_idx)))
         return;
 
     vdev->isr |= 0x01;
@@ -738,6 +542,9 @@ void virtio_notify(VirtIODevice *vdev, VirtQueue *vq)
 
 void virtio_notify_config(VirtIODevice *vdev)
 {
+    if (!(vdev->status & VIRTIO_CONFIG_S_DRIVER_OK))
+        return;
+
     vdev->isr |= 0x03;
     virtio_update_irq(vdev);
 }
@@ -746,9 +553,9 @@ void virtio_save(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
 {
     int i;
 
-    pci_device_save(&vdev->pci_dev, f);
+    /* FIXME: load/save binding.  */
+    //pci_device_save(&vdev->pci_dev, f);
 
-    qemu_put_be32s(f, &vdev->addr);
     qemu_put_8s(f, &vdev->status);
     qemu_put_8s(f, &vdev->isr);
     qemu_put_be16s(f, &vdev->queue_sel);
@@ -768,7 +575,7 @@ void virtio_save(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
             break;
 
         qemu_put_be32(f, vdev->vq[i].vring.num);
-        qemu_put_be32s(f, &vdev->vq[i].pfn);
+        qemu_put_be64(f, vdev->vq[i].pa);
         qemu_put_be16s(f, &vdev->vq[i].last_avail_idx);
     }
 }
@@ -777,9 +584,9 @@ void virtio_load(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
 {
     int num, i;
 
-    pci_device_load(&vdev->pci_dev, f);
+    /* FIXME: load/save binding.  */
+    //pci_device_load(&vdev->pci_dev, f);
 
-    qemu_get_be32s(f, &vdev->addr);
     qemu_get_8s(f, &vdev->status);
     qemu_get_8s(f, &vdev->isr);
     qemu_get_be16s(f, &vdev->queue_sel);
@@ -791,64 +598,37 @@ void virtio_load(VirtIODevice *vdev, QEMUFile *f)
 
     for (i = 0; i < num; i++) {
         vdev->vq[i].vring.num = qemu_get_be32(f);
-        qemu_get_be32s(f, &vdev->vq[i].pfn);
+        vdev->vq[i].pa = qemu_get_be64(f);
         qemu_get_be16s(f, &vdev->vq[i].last_avail_idx);
 
-        if (vdev->vq[i].pfn) {
-            target_phys_addr_t pa;
-
-            pa = (ram_addr_t)vdev->vq[i].pfn << VIRTIO_PCI_QUEUE_ADDR_SHIFT;
-            virtqueue_init(&vdev->vq[i], pa);
+        if (vdev->vq[i].pa) {
+            virtqueue_init(&vdev->vq[i]);
         }
     }
 
     virtio_update_irq(vdev);
 }
 
-VirtIODevice *virtio_init_pci(PCIBus *bus, const char *name,
-                              uint16_t vendor, uint16_t device,
-                              uint16_t subvendor, uint16_t subdevice,
-                              uint8_t class_code, uint8_t subclass_code,
-                              uint8_t pif, size_t config_size,
-                              size_t struct_size)
+void virtio_cleanup(VirtIODevice *vdev)
 {
-    VirtIODevice *vdev;
-    PCIDevice *pci_dev;
-    uint8_t *config;
-    uint32_t size;
+    if (vdev->config)
+        qemu_free(vdev->config);
+    qemu_free(vdev->vq);
+}
 
-    pci_dev = pci_register_device(bus, name, struct_size,
-                                  -1, NULL, NULL);
-    if (!pci_dev)
-        return NULL;
+VirtIODevice *virtio_common_init(const char *name, uint16_t device_id,
+                                 size_t config_size, size_t struct_size)
+{
+    VirtIODevice *vdev;
 
-    vdev = to_virtio_device(pci_dev);
+    vdev = qemu_mallocz(struct_size);
 
+    vdev->device_id = device_id;
     vdev->status = 0;
     vdev->isr = 0;
     vdev->queue_sel = 0;
     vdev->vq = qemu_mallocz(sizeof(VirtQueue) * VIRTIO_PCI_QUEUE_MAX);
 
-    config = pci_dev->config;
-    config[0x00] = vendor & 0xFF;
-    config[0x01] = (vendor >> 8) & 0xFF;
-    config[0x02] = device & 0xFF;
-    config[0x03] = (device >> 8) & 0xFF;
-
-    config[0x08] = VIRTIO_PCI_ABI_VERSION;
-
-    config[0x09] = pif;
-    config[0x0a] = subclass_code;
-    config[0x0b] = class_code;
-    config[0x0e] = 0x00;
-
-    config[0x2c] = subvendor & 0xFF;
-    config[0x2d] = (subvendor >> 8) & 0xFF;
-    config[0x2e] = subdevice & 0xFF;
-    config[0x2f] = (subdevice >> 8) & 0xFF;
-
-    config[0x3d] = 1;
-
     vdev->name = name;
     vdev->config_len = config_size;
     if (vdev->config_len)
@@ -856,13 +636,14 @@ VirtIODevice *virtio_init_pci(PCIBus *bus, const char *name,
     else
         vdev->config = NULL;
 
-    size = 20 + config_size;
-    if (size & (size-1))
-        size = 1 << fls(size);
-
-    pci_register_io_region(pci_dev, 0, size, PCI_ADDRESS_SPACE_IO,
-                           virtio_map);
-    qemu_register_reset(virtio_reset, vdev);
+    qemu_register_reset(virtio_reset, 0, vdev);
 
     return vdev;
 }
+
+void virtio_bind_device(VirtIODevice *vdev, const VirtIOBindings *binding,
+                        void *opaque)
+{
+    vdev->binding = binding;
+    vdev->binding_opaque = opaque;
+}