virtio: console: Add ability to hot-unplug ports
[safe/jmp/linux-2.6] / drivers / char / virtio_console.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2006, 2007, 2009 Rusty Russell, IBM Corporation
3  * Copyright (C) 2009, 2010 Red Hat, Inc.
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
8  * (at your option) any later version.
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., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19 #include <linux/cdev.h>
20 #include <linux/device.h>
21 #include <linux/err.h>
22 #include <linux/fs.h>
23 #include <linux/init.h>
24 #include <linux/list.h>
25 #include <linux/poll.h>
26 #include <linux/sched.h>
27 #include <linux/spinlock.h>
28 #include <linux/virtio.h>
29 #include <linux/virtio_console.h>
30 #include <linux/wait.h>
31 #include <linux/workqueue.h>
32 #include "hvc_console.h"
33
34 /*
35  * This is a global struct for storing common data for all the devices
36  * this driver handles.
37  *
38  * Mainly, it has a linked list for all the consoles in one place so
39  * that callbacks from hvc for get_chars(), put_chars() work properly
40  * across multiple devices and multiple ports per device.
41  */
42 struct ports_driver_data {
43         /* Used for registering chardevs */
44         struct class *class;
45
46         /* Number of devices this driver is handling */
47         unsigned int index;
48
49         /*
50          * This is used to keep track of the number of hvc consoles
51          * spawned by this driver.  This number is given as the first
52          * argument to hvc_alloc().  To correctly map an initial
53          * console spawned via hvc_instantiate to the console being
54          * hooked up via hvc_alloc, we need to pass the same vtermno.
55          *
56          * We also just assume the first console being initialised was
57          * the first one that got used as the initial console.
58          */
59         unsigned int next_vtermno;
60
61         /* All the console devices handled by this driver */
62         struct list_head consoles;
63 };
64 static struct ports_driver_data pdrvdata;
65
66 DEFINE_SPINLOCK(pdrvdata_lock);
67
68 /* This struct holds information that's relevant only for console ports */
69 struct console {
70         /* We'll place all consoles in a list in the pdrvdata struct */
71         struct list_head list;
72
73         /* The hvc device associated with this console port */
74         struct hvc_struct *hvc;
75
76         /*
77          * This number identifies the number that we used to register
78          * with hvc in hvc_instantiate() and hvc_alloc(); this is the
79          * number passed on by the hvc callbacks to us to
80          * differentiate between the other console ports handled by
81          * this driver
82          */
83         u32 vtermno;
84 };
85
86 struct port_buffer {
87         char *buf;
88
89         /* size of the buffer in *buf above */
90         size_t size;
91
92         /* used length of the buffer */
93         size_t len;
94         /* offset in the buf from which to consume data */
95         size_t offset;
96 };
97
98 /*
99  * This is a per-device struct that stores data common to all the
100  * ports for that device (vdev->priv).
101  */
102 struct ports_device {
103         /*
104          * Workqueue handlers where we process deferred work after
105          * notification
106          */
107         struct work_struct control_work;
108         struct work_struct config_work;
109
110         struct list_head ports;
111
112         /* To protect the list of ports */
113         spinlock_t ports_lock;
114
115         /* To protect the vq operations for the control channel */
116         spinlock_t cvq_lock;
117
118         /* The current config space is stored here */
119         struct virtio_console_config config;
120
121         /* The virtio device we're associated with */
122         struct virtio_device *vdev;
123
124         /*
125          * A couple of virtqueues for the control channel: one for
126          * guest->host transfers, one for host->guest transfers
127          */
128         struct virtqueue *c_ivq, *c_ovq;
129
130         /* Array of per-port IO virtqueues */
131         struct virtqueue **in_vqs, **out_vqs;
132
133         /* Used for numbering devices for sysfs and debugfs */
134         unsigned int drv_index;
135
136         /* Major number for this device.  Ports will be created as minors. */
137         int chr_major;
138 };
139
140 /* This struct holds the per-port data */
141 struct port {
142         /* Next port in the list, head is in the ports_device */
143         struct list_head list;
144
145         /* Pointer to the parent virtio_console device */
146         struct ports_device *portdev;
147
148         /* The current buffer from which data has to be fed to readers */
149         struct port_buffer *inbuf;
150
151         /*
152          * To protect the operations on the in_vq associated with this
153          * port.  Has to be a spinlock because it can be called from
154          * interrupt context (get_char()).
155          */
156         spinlock_t inbuf_lock;
157
158         /* The IO vqs for this port */
159         struct virtqueue *in_vq, *out_vq;
160
161         /*
162          * The entries in this struct will be valid if this port is
163          * hooked up to an hvc console
164          */
165         struct console cons;
166
167         /* Each port associates with a separate char device */
168         struct cdev cdev;
169         struct device *dev;
170
171         /* A waitqueue for poll() or blocking read operations */
172         wait_queue_head_t waitqueue;
173
174         /* The 'name' of the port that we expose via sysfs properties */
175         char *name;
176
177         /* The 'id' to identify the port with the Host */
178         u32 id;
179
180         /* Is the host device open */
181         bool host_connected;
182
183         /* We should allow only one process to open a port */
184         bool guest_connected;
185 };
186
187 /* This is the very early arch-specified put chars function. */
188 static int (*early_put_chars)(u32, const char *, int);
189
190 static struct port *find_port_by_vtermno(u32 vtermno)
191 {
192         struct port *port;
193         struct console *cons;
194         unsigned long flags;
195
196         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
197         list_for_each_entry(cons, &pdrvdata.consoles, list) {
198                 if (cons->vtermno == vtermno) {
199                         port = container_of(cons, struct port, cons);
200                         goto out;
201                 }
202         }
203         port = NULL;
204 out:
205         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
206         return port;
207 }
208
209 static struct port *find_port_by_id(struct ports_device *portdev, u32 id)
210 {
211         struct port *port;
212         unsigned long flags;
213
214         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
215         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
216                 if (port->id == id)
217                         goto out;
218         port = NULL;
219 out:
220         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
221
222         return port;
223 }
224
225 static struct port *find_port_by_vq(struct ports_device *portdev,
226                                     struct virtqueue *vq)
227 {
228         struct port *port;
229         unsigned long flags;
230
231         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
232         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
233                 if (port->in_vq == vq || port->out_vq == vq)
234                         goto out;
235         port = NULL;
236 out:
237         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
238         return port;
239 }
240
241 static bool is_console_port(struct port *port)
242 {
243         if (port->cons.hvc)
244                 return true;
245         return false;
246 }
247
248 static inline bool use_multiport(struct ports_device *portdev)
249 {
250         /*
251          * This condition can be true when put_chars is called from
252          * early_init
253          */
254         if (!portdev->vdev)
255                 return 0;
256         return portdev->vdev->features[0] & (1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT);
257 }
258
259 static void free_buf(struct port_buffer *buf)
260 {
261         kfree(buf->buf);
262         kfree(buf);
263 }
264
265 static struct port_buffer *alloc_buf(size_t buf_size)
266 {
267         struct port_buffer *buf;
268
269         buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
270         if (!buf)
271                 goto fail;
272         buf->buf = kzalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
273         if (!buf->buf)
274                 goto free_buf;
275         buf->len = 0;
276         buf->offset = 0;
277         buf->size = buf_size;
278         return buf;
279
280 free_buf:
281         kfree(buf);
282 fail:
283         return NULL;
284 }
285
286 /* Callers should take appropriate locks */
287 static void *get_inbuf(struct port *port)
288 {
289         struct port_buffer *buf;
290         struct virtqueue *vq;
291         unsigned int len;
292
293         vq = port->in_vq;
294         buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len);
295         if (buf) {
296                 buf->len = len;
297                 buf->offset = 0;
298         }
299         return buf;
300 }
301
302 /*
303  * Create a scatter-gather list representing our input buffer and put
304  * it in the queue.
305  *
306  * Callers should take appropriate locks.
307  */
308 static int add_inbuf(struct virtqueue *vq, struct port_buffer *buf)
309 {
310         struct scatterlist sg[1];
311         int ret;
312
313         sg_init_one(sg, buf->buf, buf->size);
314
315         ret = vq->vq_ops->add_buf(vq, sg, 0, 1, buf);
316         vq->vq_ops->kick(vq);
317         return ret;
318 }
319
320 /* Discard any unread data this port has. Callers lockers. */
321 static void discard_port_data(struct port *port)
322 {
323         struct port_buffer *buf;
324         struct virtqueue *vq;
325         unsigned int len;
326
327         vq = port->in_vq;
328         if (port->inbuf)
329                 buf = port->inbuf;
330         else
331                 buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len);
332
333         if (!buf)
334                 return;
335
336         if (add_inbuf(vq, buf) < 0) {
337                 buf->len = buf->offset = 0;
338                 dev_warn(port->dev, "Error adding buffer back to vq\n");
339                 return;
340         }
341
342         port->inbuf = NULL;
343 }
344
345 static bool port_has_data(struct port *port)
346 {
347         unsigned long flags;
348         bool ret;
349
350         ret = false;
351         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
352         if (port->inbuf)
353                 ret = true;
354         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
355
356         return ret;
357 }
358
359 static ssize_t send_control_msg(struct port *port, unsigned int event,
360                                 unsigned int value)
361 {
362         struct scatterlist sg[1];
363         struct virtio_console_control cpkt;
364         struct virtqueue *vq;
365         int len;
366
367         if (!use_multiport(port->portdev))
368                 return 0;
369
370         cpkt.id = port->id;
371         cpkt.event = event;
372         cpkt.value = value;
373
374         vq = port->portdev->c_ovq;
375
376         sg_init_one(sg, &cpkt, sizeof(cpkt));
377         if (vq->vq_ops->add_buf(vq, sg, 1, 0, &cpkt) >= 0) {
378                 vq->vq_ops->kick(vq);
379                 while (!vq->vq_ops->get_buf(vq, &len))
380                         cpu_relax();
381         }
382         return 0;
383 }
384
385 static ssize_t send_buf(struct port *port, void *in_buf, size_t in_count)
386 {
387         struct scatterlist sg[1];
388         struct virtqueue *out_vq;
389         ssize_t ret;
390         unsigned int len;
391
392         out_vq = port->out_vq;
393
394         sg_init_one(sg, in_buf, in_count);
395         ret = out_vq->vq_ops->add_buf(out_vq, sg, 1, 0, in_buf);
396
397         /* Tell Host to go! */
398         out_vq->vq_ops->kick(out_vq);
399
400         if (ret < 0) {
401                 len = 0;
402                 goto fail;
403         }
404
405         /*
406          * Wait till the host acknowledges it pushed out the data we
407          * sent. Also ensure we return to userspace the number of
408          * bytes that were successfully consumed by the host.
409          */
410         while (!out_vq->vq_ops->get_buf(out_vq, &len))
411                 cpu_relax();
412 fail:
413         /* We're expected to return the amount of data we wrote */
414         return len;
415 }
416
417 /*
418  * Give out the data that's requested from the buffer that we have
419  * queued up.
420  */
421 static ssize_t fill_readbuf(struct port *port, char *out_buf, size_t out_count,
422                             bool to_user)
423 {
424         struct port_buffer *buf;
425         unsigned long flags;
426
427         if (!out_count || !port_has_data(port))
428                 return 0;
429
430         buf = port->inbuf;
431         out_count = min(out_count, buf->len - buf->offset);
432
433         if (to_user) {
434                 ssize_t ret;
435
436                 ret = copy_to_user(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
437                 if (ret)
438                         return -EFAULT;
439         } else {
440                 memcpy(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
441         }
442
443         buf->offset += out_count;
444
445         if (buf->offset == buf->len) {
446                 /*
447                  * We're done using all the data in this buffer.
448                  * Re-queue so that the Host can send us more data.
449                  */
450                 spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
451                 port->inbuf = NULL;
452
453                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0)
454                         dev_warn(port->dev, "failed add_buf\n");
455
456                 spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
457         }
458         /* Return the number of bytes actually copied */
459         return out_count;
460 }
461
462 /* The condition that must be true for polling to end */
463 static bool wait_is_over(struct port *port)
464 {
465         return port_has_data(port) || !port->host_connected;
466 }
467
468 static ssize_t port_fops_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
469                               size_t count, loff_t *offp)
470 {
471         struct port *port;
472         ssize_t ret;
473
474         port = filp->private_data;
475
476         if (!port_has_data(port)) {
477                 /*
478                  * If nothing's connected on the host just return 0 in
479                  * case of list_empty; this tells the userspace app
480                  * that there's no connection
481                  */
482                 if (!port->host_connected)
483                         return 0;
484                 if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
485                         return -EAGAIN;
486
487                 ret = wait_event_interruptible(port->waitqueue,
488                                                wait_is_over(port));
489                 if (ret < 0)
490                         return ret;
491         }
492         /*
493          * We could've received a disconnection message while we were
494          * waiting for more data.
495          *
496          * This check is not clubbed in the if() statement above as we
497          * might receive some data as well as the host could get
498          * disconnected after we got woken up from our wait.  So we
499          * really want to give off whatever data we have and only then
500          * check for host_connected.
501          */
502         if (!port_has_data(port) && !port->host_connected)
503                 return 0;
504
505         return fill_readbuf(port, ubuf, count, true);
506 }
507
508 static ssize_t port_fops_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
509                                size_t count, loff_t *offp)
510 {
511         struct port *port;
512         char *buf;
513         ssize_t ret;
514
515         port = filp->private_data;
516
517         count = min((size_t)(32 * 1024), count);
518
519         buf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
520         if (!buf)
521                 return -ENOMEM;
522
523         ret = copy_from_user(buf, ubuf, count);
524         if (ret) {
525                 ret = -EFAULT;
526                 goto free_buf;
527         }
528
529         ret = send_buf(port, buf, count);
530 free_buf:
531         kfree(buf);
532         return ret;
533 }
534
535 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
536 {
537         struct port *port;
538         unsigned int ret;
539
540         port = filp->private_data;
541         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
542
543         ret = 0;
544         if (port->inbuf)
545                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
546         if (port->host_connected)
547                 ret |= POLLOUT;
548         if (!port->host_connected)
549                 ret |= POLLHUP;
550
551         return ret;
552 }
553
554 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
555 {
556         struct port *port;
557
558         port = filp->private_data;
559
560         /* Notify host of port being closed */
561         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
562
563         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
564         port->guest_connected = false;
565
566         discard_port_data(port);
567
568         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
569
570         return 0;
571 }
572
573 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
574 {
575         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
576         struct port *port;
577
578         port = container_of(cdev, struct port, cdev);
579         filp->private_data = port;
580
581         /*
582          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
583          * via /dev/hvc
584          */
585         if (is_console_port(port))
586                 return -ENXIO;
587
588         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
589         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
590         if (port->guest_connected) {
591                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
592                 return -EMFILE;
593         }
594
595         port->guest_connected = true;
596         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
597
598         /* Notify host of port being opened */
599         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
600
601         return 0;
602 }
603
604 /*
605  * The file operations that we support: programs in the guest can open
606  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
607  * close it.  The devices are at
608  *   /dev/vport<device number>p<port number>
609  */
610 static const struct file_operations port_fops = {
611         .owner = THIS_MODULE,
612         .open  = port_fops_open,
613         .read  = port_fops_read,
614         .write = port_fops_write,
615         .poll  = port_fops_poll,
616         .release = port_fops_release,
617 };
618
619 /*
620  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
621  *
622  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
623  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
624  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
625  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
626  */
627 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
628 {
629         struct port *port;
630
631         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
632         if (!port)
633                 return 0;
634
635         if (unlikely(early_put_chars))
636                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
637
638         return send_buf(port, (void *)buf, count);
639 }
640
641 /*
642  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
643  * when an interrupt is received.
644  *
645  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
646  * buffers that are queued up.
647  */
648 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
649 {
650         struct port *port;
651
652         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
653         if (!port)
654                 return 0;
655
656         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
657         BUG_ON(!port->in_vq);
658
659         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
660 }
661
662 static void resize_console(struct port *port)
663 {
664         struct virtio_device *vdev;
665         struct winsize ws;
666
667         vdev = port->portdev->vdev;
668         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE)) {
669                 vdev->config->get(vdev,
670                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
671                                   &ws.ws_col, sizeof(u16));
672                 vdev->config->get(vdev,
673                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
674                                   &ws.ws_row, sizeof(u16));
675                 hvc_resize(port->cons.hvc, ws);
676         }
677 }
678
679 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
680 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
681 {
682         struct port *port;
683
684         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
685         if (!port)
686                 return -EINVAL;
687
688         hp->irq_requested = 1;
689         resize_console(port);
690
691         return 0;
692 }
693
694 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
695 {
696         hp->irq_requested = 0;
697 }
698
699 /* The operations for console ports. */
700 static const struct hv_ops hv_ops = {
701         .get_chars = get_chars,
702         .put_chars = put_chars,
703         .notifier_add = notifier_add_vio,
704         .notifier_del = notifier_del_vio,
705         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
706 };
707
708 /*
709  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
710  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
711  * initialization of the net and block drivers.
712  *
713  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
714  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
715  * thing.
716  */
717 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
718 {
719         early_put_chars = put_chars;
720         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
721 }
722
723 int init_port_console(struct port *port)
724 {
725         int ret;
726
727         /*
728          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
729          * up with an hvc console.
730          *
731          * To set up and manage our virtual console, we call
732          * hvc_alloc().
733          *
734          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
735          * number.  The second argument is the parameter for the
736          * notification mechanism (like irq number).  We currently
737          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
738          *
739          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
740          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
741          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
742          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
743          */
744         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
745
746         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
747         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
748                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
749                 port->cons.hvc = NULL;
750                 return ret;
751         }
752         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
753         pdrvdata.next_vtermno++;
754         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
755         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
756         port->guest_connected = true;
757
758         /* Notify host of port being opened */
759         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
760
761         return 0;
762 }
763
764 static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
765                               struct device_attribute *attr, char *buffer)
766 {
767         struct port *port;
768
769         port = dev_get_drvdata(dev);
770
771         return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
772 }
773
774 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);
775
776 static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
777         &dev_attr_name.attr,
778         NULL
779 };
780
781 static struct attribute_group port_attribute_group = {
782         .name = NULL,           /* put in device directory */
783         .attrs = port_sysfs_entries,
784 };
785
786 /* Remove all port-specific data. */
787 static int remove_port(struct port *port)
788 {
789         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
790         list_del(&port->list);
791         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
792
793         if (is_console_port(port)) {
794                 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
795                 list_del(&port->cons.list);
796                 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
797                 hvc_remove(port->cons.hvc);
798         }
799         if (port->guest_connected)
800                 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
801
802         while (port->in_vq->vq_ops->detach_unused_buf(port->in_vq))
803                 ;
804
805         sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
806         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
807         cdev_del(&port->cdev);
808
809         discard_port_data(port);
810         kfree(port->name);
811
812         kfree(port);
813         return 0;
814 }
815
816 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
817 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
818                                    struct port_buffer *buf)
819 {
820         struct virtio_console_control *cpkt;
821         struct port *port;
822         size_t name_size;
823         int err;
824
825         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
826
827         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
828         if (!port) {
829                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
830                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
831                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
832                 return;
833         }
834
835         switch (cpkt->event) {
836         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
837                 if (!cpkt->value)
838                         break;
839                 if (is_console_port(port))
840                         break;
841
842                 init_port_console(port);
843                 /*
844                  * Could remove the port here in case init fails - but
845                  * have to notify the host first.
846                  */
847                 break;
848         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE:
849                 if (!is_console_port(port))
850                         break;
851                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
852                 resize_console(port);
853                 break;
854         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
855                 port->host_connected = cpkt->value;
856                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
857                 break;
858         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
859                 /*
860                  * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
861                  * of the name that was sent
862                  */
863                 name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;
864
865                 port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
866                 if (!port->name) {
867                         dev_err(port->dev,
868                                 "Not enough space to store port name\n");
869                         break;
870                 }
871                 strncpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
872                         name_size - 1);
873                 port->name[name_size - 1] = 0;
874
875                 /*
876                  * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
877                  * create it only if we have a name for the port.
878                  */
879                 err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
880                                          &port_attribute_group);
881                 if (err)
882                         dev_err(port->dev,
883                                 "Error %d creating sysfs device attributes\n",
884                                 err);
885
886                 break;
887         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
888                 /*
889                  * Hot unplug the port.  We don't decrement nr_ports
890                  * since we don't want to deal with extra complexities
891                  * of using the lowest-available port id: We can just
892                  * pick up the nr_ports number as the id and not have
893                  * userspace send it to us.  This helps us in two
894                  * ways:
895                  *
896                  * - We don't need to have a 'port_id' field in the
897                  *   config space when a port is hot-added.  This is a
898                  *   good thing as we might queue up multiple hotplug
899                  *   requests issued in our workqueue.
900                  *
901                  * - Another way to deal with this would have been to
902                  *   use a bitmap of the active ports and select the
903                  *   lowest non-active port from that map.  That
904                  *   bloats the already tight config space and we
905                  *   would end up artificially limiting the
906                  *   max. number of ports to sizeof(bitmap).  Right
907                  *   now we can support 2^32 ports (as the port id is
908                  *   stored in a u32 type).
909                  *
910                  */
911                 remove_port(port);
912                 break;
913         }
914 }
915
916 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
917 {
918         struct ports_device *portdev;
919         struct virtqueue *vq;
920         struct port_buffer *buf;
921         unsigned int len;
922
923         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
924         vq = portdev->c_ivq;
925
926         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
927         while ((buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len))) {
928                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
929
930                 buf->len = len;
931                 buf->offset = 0;
932
933                 handle_control_message(portdev, buf);
934
935                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
936                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
937                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
938                                  "Error adding buffer to queue\n");
939                         free_buf(buf);
940                 }
941         }
942         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
943 }
944
945 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
946 {
947         struct port *port;
948         unsigned long flags;
949
950         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
951         if (!port)
952                 return;
953
954         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
955         port->inbuf = get_inbuf(port);
956
957         /*
958          * Don't queue up data when port is closed.  This condition
959          * can be reached when a console port is not yet connected (no
960          * tty is spawned) and the host sends out data to console
961          * ports.  For generic serial ports, the host won't
962          * (shouldn't) send data till the guest is connected.
963          */
964         if (!port->guest_connected)
965                 discard_port_data(port);
966
967         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
968
969         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
970
971         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
972                 hvc_kick();
973 }
974
975 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
976 {
977         struct ports_device *portdev;
978
979         portdev = vq->vdev->priv;
980         schedule_work(&portdev->control_work);
981 }
982
983 static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
984 {
985         struct ports_device *portdev;
986
987         portdev = vdev->priv;
988         if (use_multiport(portdev)) {
989                 /* Handle port hot-add */
990                 schedule_work(&portdev->config_work);
991         }
992         /*
993          * We'll use this way of resizing only for legacy support.
994          * For newer userspace (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use
995          * control messages to indicate console size changes so that
996          * it can be done per-port
997          */
998         resize_console(find_port_by_id(portdev, 0));
999 }
1000
1001 static void fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
1002 {
1003         struct port_buffer *buf;
1004         int ret;
1005
1006         do {
1007                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1008                 if (!buf)
1009                         break;
1010
1011                 spin_lock_irq(lock);
1012                 ret = add_inbuf(vq, buf);
1013                 if (ret < 0) {
1014                         spin_unlock_irq(lock);
1015                         free_buf(buf);
1016                         break;
1017                 }
1018                 spin_unlock_irq(lock);
1019         } while (ret > 0);
1020 }
1021
1022 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
1023 {
1024         struct port *port;
1025         struct port_buffer *inbuf;
1026         dev_t devt;
1027         int err;
1028
1029         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
1030         if (!port) {
1031                 err = -ENOMEM;
1032                 goto fail;
1033         }
1034
1035         port->portdev = portdev;
1036         port->id = id;
1037
1038         port->name = NULL;
1039         port->inbuf = NULL;
1040         port->cons.hvc = NULL;
1041
1042         port->host_connected = port->guest_connected = false;
1043
1044         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
1045         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
1046
1047         cdev_init(&port->cdev, &port_fops);
1048
1049         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
1050         err = cdev_add(&port->cdev, devt, 1);
1051         if (err < 0) {
1052                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1053                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
1054                 goto free_port;
1055         }
1056         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
1057                                   devt, port, "vport%up%u",
1058                                   port->portdev->drv_index, id);
1059         if (IS_ERR(port->dev)) {
1060                 err = PTR_ERR(port->dev);
1061                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1062                         "Error %d creating device for port %u\n",
1063                         err, id);
1064                 goto free_cdev;
1065         }
1066
1067         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
1068         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
1069
1070         inbuf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1071         if (!inbuf) {
1072                 err = -ENOMEM;
1073                 goto free_device;
1074         }
1075
1076         /* Register the input buffer the first time. */
1077         add_inbuf(port->in_vq, inbuf);
1078
1079         /*
1080          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
1081          */
1082         if (!use_multiport(port->portdev)) {
1083                 err = init_port_console(port);
1084                 if (err)
1085                         goto free_inbuf;
1086         }
1087
1088         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
1089         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
1090         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
1091
1092         /*
1093          * Tell the Host we're set so that it can send us various
1094          * configuration parameters for this port (eg, port name,
1095          * caching, whether this is a console port, etc.)
1096          */
1097         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1098
1099         return 0;
1100
1101 free_inbuf:
1102         free_buf(inbuf);
1103 free_device:
1104         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1105 free_cdev:
1106         cdev_del(&port->cdev);
1107 free_port:
1108         kfree(port);
1109 fail:
1110         return err;
1111 }
1112
1113 /*
1114  * The workhandler for config-space updates.
1115  *
1116  * This is called when ports are hot-added.
1117  */
1118 static void config_work_handler(struct work_struct *work)
1119 {
1120         struct virtio_console_config virtconconf;
1121         struct ports_device *portdev;
1122         struct virtio_device *vdev;
1123         int err;
1124
1125         portdev = container_of(work, struct ports_device, config_work);
1126
1127         vdev = portdev->vdev;
1128         vdev->config->get(vdev,
1129                           offsetof(struct virtio_console_config, nr_ports),
1130                           &virtconconf.nr_ports,
1131                           sizeof(virtconconf.nr_ports));
1132
1133         if (portdev->config.nr_ports == virtconconf.nr_ports) {
1134                 /*
1135                  * Port 0 got hot-added.  Since we already did all the
1136                  * other initialisation for it, just tell the Host
1137                  * that the port is ready if we find the port.  In
1138                  * case the port was hot-removed earlier, we call
1139                  * add_port to add the port.
1140                  */
1141                 struct port *port;
1142
1143                 port = find_port_by_id(portdev, 0);
1144                 if (!port)
1145                         add_port(portdev, 0);
1146                 else
1147                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1148                 return;
1149         }
1150         if (virtconconf.nr_ports > portdev->config.max_nr_ports) {
1151                 dev_warn(&vdev->dev,
1152                          "More ports specified (%u) than allowed (%u)",
1153                          portdev->config.nr_ports + 1,
1154                          portdev->config.max_nr_ports);
1155                 return;
1156         }
1157         if (virtconconf.nr_ports < portdev->config.nr_ports)
1158                 return;
1159
1160         /* Hot-add ports */
1161         while (virtconconf.nr_ports - portdev->config.nr_ports) {
1162                 err = add_port(portdev, portdev->config.nr_ports);
1163                 if (err)
1164                         break;
1165                 portdev->config.nr_ports++;
1166         }
1167 }
1168
1169 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
1170 {
1171         vq_callback_t **io_callbacks;
1172         char **io_names;
1173         struct virtqueue **vqs;
1174         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
1175         int err;
1176
1177         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1178         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
1179
1180         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
1181         if (!vqs) {
1182                 err = -ENOMEM;
1183                 goto fail;
1184         }
1185         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
1186         if (!io_callbacks) {
1187                 err = -ENOMEM;
1188                 goto free_vqs;
1189         }
1190         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
1191         if (!io_names) {
1192                 err = -ENOMEM;
1193                 goto free_callbacks;
1194         }
1195         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1196                                   GFP_KERNEL);
1197         if (!portdev->in_vqs) {
1198                 err = -ENOMEM;
1199                 goto free_names;
1200         }
1201         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1202                                    GFP_KERNEL);
1203         if (!portdev->out_vqs) {
1204                 err = -ENOMEM;
1205                 goto free_invqs;
1206         }
1207
1208         /*
1209          * For backward compat (newer host but older guest), the host
1210          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
1211          * 0 before others.
1212          */
1213         j = 0;
1214         io_callbacks[j] = in_intr;
1215         io_callbacks[j + 1] = NULL;
1216         io_names[j] = "input";
1217         io_names[j + 1] = "output";
1218         j += 2;
1219
1220         if (use_multiport(portdev)) {
1221                 io_callbacks[j] = control_intr;
1222                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1223                 io_names[j] = "control-i";
1224                 io_names[j + 1] = "control-o";
1225
1226                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1227                         j += 2;
1228                         io_callbacks[j] = in_intr;
1229                         io_callbacks[j + 1] = NULL;
1230                         io_names[j] = "input";
1231                         io_names[j + 1] = "output";
1232                 }
1233         }
1234         /* Find the queues. */
1235         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1236                                               io_callbacks,
1237                                               (const char **)io_names);
1238         if (err)
1239                 goto free_outvqs;
1240
1241         j = 0;
1242         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1243         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1244         j += 2;
1245         if (use_multiport(portdev)) {
1246                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1247                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1248
1249                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1250                         j += 2;
1251                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1252                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1253                 }
1254         }
1255         kfree(io_callbacks);
1256         kfree(io_names);
1257         kfree(vqs);
1258
1259         return 0;
1260
1261 free_names:
1262         kfree(io_names);
1263 free_callbacks:
1264         kfree(io_callbacks);
1265 free_outvqs:
1266         kfree(portdev->out_vqs);
1267 free_invqs:
1268         kfree(portdev->in_vqs);
1269 free_vqs:
1270         kfree(vqs);
1271 fail:
1272         return err;
1273 }
1274
1275 static const struct file_operations portdev_fops = {
1276         .owner = THIS_MODULE,
1277 };
1278
1279 /*
1280  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1281  * device.
1282  *
1283  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1284  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1285  * initialize each port found.
1286  */
1287 static int __devinit virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1288 {
1289         struct ports_device *portdev;
1290         u32 i;
1291         int err;
1292         bool multiport;
1293
1294         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1295         if (!portdev) {
1296                 err = -ENOMEM;
1297                 goto fail;
1298         }
1299
1300         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1301         portdev->vdev = vdev;
1302         vdev->priv = portdev;
1303
1304         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1305         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1306         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1307
1308         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1309                                              &portdev_fops);
1310         if (portdev->chr_major < 0) {
1311                 dev_err(&vdev->dev,
1312                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1313                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1314                 err = portdev->chr_major;
1315                 goto free;
1316         }
1317
1318         multiport = false;
1319         portdev->config.nr_ports = 1;
1320         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1321         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT)) {
1322                 multiport = true;
1323                 vdev->features[0] |= 1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT;
1324
1325                 vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_console_config,
1326                                                  nr_ports),
1327                                   &portdev->config.nr_ports,
1328                                   sizeof(portdev->config.nr_ports));
1329                 vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_console_config,
1330                                                  max_nr_ports),
1331                                   &portdev->config.max_nr_ports,
1332                                   sizeof(portdev->config.max_nr_ports));
1333                 if (portdev->config.nr_ports > portdev->config.max_nr_ports) {
1334                         dev_warn(&vdev->dev,
1335                                  "More ports (%u) specified than allowed (%u). Will init %u ports.",
1336                                  portdev->config.nr_ports,
1337                                  portdev->config.max_nr_ports,
1338                                  portdev->config.max_nr_ports);
1339
1340                         portdev->config.nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1341                 }
1342         }
1343
1344         /* Let the Host know we support multiple ports.*/
1345         vdev->config->finalize_features(vdev);
1346
1347         err = init_vqs(portdev);
1348         if (err < 0) {
1349                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1350                 goto free_chrdev;
1351         }
1352
1353         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1354         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1355
1356         if (multiport) {
1357                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1358                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1359                 INIT_WORK(&portdev->config_work, &config_work_handler);
1360
1361                 fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1362         }
1363
1364         for (i = 0; i < portdev->config.nr_ports; i++)
1365                 add_port(portdev, i);
1366
1367         /* Start using the new console output. */
1368         early_put_chars = NULL;
1369         return 0;
1370
1371 free_chrdev:
1372         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1373 free:
1374         kfree(portdev);
1375 fail:
1376         return err;
1377 }
1378
1379 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1380         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1381         { 0 },
1382 };
1383
1384 static unsigned int features[] = {
1385         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1386         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1387 };
1388
1389 static struct virtio_driver virtio_console = {
1390         .feature_table = features,
1391         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
1392         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
1393         .driver.owner = THIS_MODULE,
1394         .id_table =     id_table,
1395         .probe =        virtcons_probe,
1396         .config_changed = config_intr,
1397 };
1398
1399 static int __init init(void)
1400 {
1401         int err;
1402
1403         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
1404         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
1405                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
1406                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
1407                 return err;
1408         }
1409         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
1410
1411         return register_virtio_driver(&virtio_console);
1412 }
1413 module_init(init);
1414
1415 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
1416 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
1417 MODULE_LICENSE("GPL");