virtio: console: Ensure only one process can have a port open at a time
[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
109         struct list_head ports;
110
111         /* To protect the list of ports */
112         spinlock_t ports_lock;
113
114         /* To protect the vq operations for the control channel */
115         spinlock_t cvq_lock;
116
117         /* The current config space is stored here */
118         struct virtio_console_config config;
119
120         /* The virtio device we're associated with */
121         struct virtio_device *vdev;
122
123         /*
124          * A couple of virtqueues for the control channel: one for
125          * guest->host transfers, one for host->guest transfers
126          */
127         struct virtqueue *c_ivq, *c_ovq;
128
129         /* Array of per-port IO virtqueues */
130         struct virtqueue **in_vqs, **out_vqs;
131
132         /* Used for numbering devices for sysfs and debugfs */
133         unsigned int drv_index;
134
135         /* Major number for this device.  Ports will be created as minors. */
136         int chr_major;
137 };
138
139 /* This struct holds the per-port data */
140 struct port {
141         /* Next port in the list, head is in the ports_device */
142         struct list_head list;
143
144         /* Pointer to the parent virtio_console device */
145         struct ports_device *portdev;
146
147         /* The current buffer from which data has to be fed to readers */
148         struct port_buffer *inbuf;
149
150         /*
151          * To protect the operations on the in_vq associated with this
152          * port.  Has to be a spinlock because it can be called from
153          * interrupt context (get_char()).
154          */
155         spinlock_t inbuf_lock;
156
157         /* The IO vqs for this port */
158         struct virtqueue *in_vq, *out_vq;
159
160         /*
161          * The entries in this struct will be valid if this port is
162          * hooked up to an hvc console
163          */
164         struct console cons;
165
166         /* Each port associates with a separate char device */
167         struct cdev cdev;
168         struct device *dev;
169
170         /* A waitqueue for poll() or blocking read operations */
171         wait_queue_head_t waitqueue;
172
173         /* The 'id' to identify the port with the Host */
174         u32 id;
175
176         /* Is the host device open */
177         bool host_connected;
178
179         /* We should allow only one process to open a port */
180         bool guest_connected;
181 };
182
183 /* This is the very early arch-specified put chars function. */
184 static int (*early_put_chars)(u32, const char *, int);
185
186 static struct port *find_port_by_vtermno(u32 vtermno)
187 {
188         struct port *port;
189         struct console *cons;
190         unsigned long flags;
191
192         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
193         list_for_each_entry(cons, &pdrvdata.consoles, list) {
194                 if (cons->vtermno == vtermno) {
195                         port = container_of(cons, struct port, cons);
196                         goto out;
197                 }
198         }
199         port = NULL;
200 out:
201         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
202         return port;
203 }
204
205 static struct port *find_port_by_id(struct ports_device *portdev, u32 id)
206 {
207         struct port *port;
208         unsigned long flags;
209
210         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
211         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
212                 if (port->id == id)
213                         goto out;
214         port = NULL;
215 out:
216         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
217
218         return port;
219 }
220
221 static struct port *find_port_by_vq(struct ports_device *portdev,
222                                     struct virtqueue *vq)
223 {
224         struct port *port;
225         unsigned long flags;
226
227         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
228         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
229                 if (port->in_vq == vq || port->out_vq == vq)
230                         goto out;
231         port = NULL;
232 out:
233         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
234         return port;
235 }
236
237 static bool is_console_port(struct port *port)
238 {
239         if (port->cons.hvc)
240                 return true;
241         return false;
242 }
243
244 static inline bool use_multiport(struct ports_device *portdev)
245 {
246         /*
247          * This condition can be true when put_chars is called from
248          * early_init
249          */
250         if (!portdev->vdev)
251                 return 0;
252         return portdev->vdev->features[0] & (1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT);
253 }
254
255 static void free_buf(struct port_buffer *buf)
256 {
257         kfree(buf->buf);
258         kfree(buf);
259 }
260
261 static struct port_buffer *alloc_buf(size_t buf_size)
262 {
263         struct port_buffer *buf;
264
265         buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
266         if (!buf)
267                 goto fail;
268         buf->buf = kzalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
269         if (!buf->buf)
270                 goto free_buf;
271         buf->len = 0;
272         buf->offset = 0;
273         buf->size = buf_size;
274         return buf;
275
276 free_buf:
277         kfree(buf);
278 fail:
279         return NULL;
280 }
281
282 /* Callers should take appropriate locks */
283 static void *get_inbuf(struct port *port)
284 {
285         struct port_buffer *buf;
286         struct virtqueue *vq;
287         unsigned int len;
288
289         vq = port->in_vq;
290         buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len);
291         if (buf) {
292                 buf->len = len;
293                 buf->offset = 0;
294         }
295         return buf;
296 }
297
298 /*
299  * Create a scatter-gather list representing our input buffer and put
300  * it in the queue.
301  *
302  * Callers should take appropriate locks.
303  */
304 static int add_inbuf(struct virtqueue *vq, struct port_buffer *buf)
305 {
306         struct scatterlist sg[1];
307         int ret;
308
309         sg_init_one(sg, buf->buf, buf->size);
310
311         ret = vq->vq_ops->add_buf(vq, sg, 0, 1, buf);
312         vq->vq_ops->kick(vq);
313         return ret;
314 }
315
316 static bool port_has_data(struct port *port)
317 {
318         unsigned long flags;
319         bool ret;
320
321         ret = false;
322         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
323         if (port->inbuf)
324                 ret = true;
325         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
326
327         return ret;
328 }
329
330 static ssize_t send_control_msg(struct port *port, unsigned int event,
331                                 unsigned int value)
332 {
333         struct scatterlist sg[1];
334         struct virtio_console_control cpkt;
335         struct virtqueue *vq;
336         int len;
337
338         if (!use_multiport(port->portdev))
339                 return 0;
340
341         cpkt.id = port->id;
342         cpkt.event = event;
343         cpkt.value = value;
344
345         vq = port->portdev->c_ovq;
346
347         sg_init_one(sg, &cpkt, sizeof(cpkt));
348         if (vq->vq_ops->add_buf(vq, sg, 1, 0, &cpkt) >= 0) {
349                 vq->vq_ops->kick(vq);
350                 while (!vq->vq_ops->get_buf(vq, &len))
351                         cpu_relax();
352         }
353         return 0;
354 }
355
356 static ssize_t send_buf(struct port *port, void *in_buf, size_t in_count)
357 {
358         struct scatterlist sg[1];
359         struct virtqueue *out_vq;
360         ssize_t ret;
361         unsigned int len;
362
363         out_vq = port->out_vq;
364
365         sg_init_one(sg, in_buf, in_count);
366         ret = out_vq->vq_ops->add_buf(out_vq, sg, 1, 0, in_buf);
367
368         /* Tell Host to go! */
369         out_vq->vq_ops->kick(out_vq);
370
371         if (ret < 0) {
372                 len = 0;
373                 goto fail;
374         }
375
376         /*
377          * Wait till the host acknowledges it pushed out the data we
378          * sent. Also ensure we return to userspace the number of
379          * bytes that were successfully consumed by the host.
380          */
381         while (!out_vq->vq_ops->get_buf(out_vq, &len))
382                 cpu_relax();
383 fail:
384         /* We're expected to return the amount of data we wrote */
385         return len;
386 }
387
388 /*
389  * Give out the data that's requested from the buffer that we have
390  * queued up.
391  */
392 static ssize_t fill_readbuf(struct port *port, char *out_buf, size_t out_count,
393                             bool to_user)
394 {
395         struct port_buffer *buf;
396         unsigned long flags;
397
398         if (!out_count || !port_has_data(port))
399                 return 0;
400
401         buf = port->inbuf;
402         out_count = min(out_count, buf->len - buf->offset);
403
404         if (to_user) {
405                 ssize_t ret;
406
407                 ret = copy_to_user(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
408                 if (ret)
409                         return -EFAULT;
410         } else {
411                 memcpy(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
412         }
413
414         buf->offset += out_count;
415
416         if (buf->offset == buf->len) {
417                 /*
418                  * We're done using all the data in this buffer.
419                  * Re-queue so that the Host can send us more data.
420                  */
421                 spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
422                 port->inbuf = NULL;
423
424                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0)
425                         dev_warn(port->dev, "failed add_buf\n");
426
427                 spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
428         }
429         /* Return the number of bytes actually copied */
430         return out_count;
431 }
432
433 /* The condition that must be true for polling to end */
434 static bool wait_is_over(struct port *port)
435 {
436         return port_has_data(port) || !port->host_connected;
437 }
438
439 static ssize_t port_fops_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
440                               size_t count, loff_t *offp)
441 {
442         struct port *port;
443         ssize_t ret;
444
445         port = filp->private_data;
446
447         if (!port_has_data(port)) {
448                 /*
449                  * If nothing's connected on the host just return 0 in
450                  * case of list_empty; this tells the userspace app
451                  * that there's no connection
452                  */
453                 if (!port->host_connected)
454                         return 0;
455                 if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
456                         return -EAGAIN;
457
458                 ret = wait_event_interruptible(port->waitqueue,
459                                                wait_is_over(port));
460                 if (ret < 0)
461                         return ret;
462         }
463         /*
464          * We could've received a disconnection message while we were
465          * waiting for more data.
466          *
467          * This check is not clubbed in the if() statement above as we
468          * might receive some data as well as the host could get
469          * disconnected after we got woken up from our wait.  So we
470          * really want to give off whatever data we have and only then
471          * check for host_connected.
472          */
473         if (!port_has_data(port) && !port->host_connected)
474                 return 0;
475
476         return fill_readbuf(port, ubuf, count, true);
477 }
478
479 static ssize_t port_fops_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
480                                size_t count, loff_t *offp)
481 {
482         struct port *port;
483         char *buf;
484         ssize_t ret;
485
486         port = filp->private_data;
487
488         count = min((size_t)(32 * 1024), count);
489
490         buf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
491         if (!buf)
492                 return -ENOMEM;
493
494         ret = copy_from_user(buf, ubuf, count);
495         if (ret) {
496                 ret = -EFAULT;
497                 goto free_buf;
498         }
499
500         ret = send_buf(port, buf, count);
501 free_buf:
502         kfree(buf);
503         return ret;
504 }
505
506 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
507 {
508         struct port *port;
509         unsigned int ret;
510
511         port = filp->private_data;
512         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
513
514         ret = 0;
515         if (port->inbuf)
516                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
517         if (port->host_connected)
518                 ret |= POLLOUT;
519         if (!port->host_connected)
520                 ret |= POLLHUP;
521
522         return ret;
523 }
524
525 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
526 {
527         struct port *port;
528
529         port = filp->private_data;
530
531         /* Notify host of port being closed */
532         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
533
534         port->guest_connected = false;
535
536         return 0;
537 }
538
539 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
540 {
541         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
542         struct port *port;
543
544         port = container_of(cdev, struct port, cdev);
545         filp->private_data = port;
546
547         /*
548          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
549          * via /dev/hvc
550          */
551         if (is_console_port(port))
552                 return -ENXIO;
553
554         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
555         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
556         if (port->guest_connected) {
557                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
558                 return -EMFILE;
559         }
560
561         port->guest_connected = true;
562         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
563
564         /* Notify host of port being opened */
565         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
566
567         return 0;
568 }
569
570 /*
571  * The file operations that we support: programs in the guest can open
572  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
573  * close it.  The devices are at
574  *   /dev/vport<device number>p<port number>
575  */
576 static const struct file_operations port_fops = {
577         .owner = THIS_MODULE,
578         .open  = port_fops_open,
579         .read  = port_fops_read,
580         .write = port_fops_write,
581         .poll  = port_fops_poll,
582         .release = port_fops_release,
583 };
584
585 /*
586  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
587  *
588  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
589  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
590  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
591  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
592  */
593 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
594 {
595         struct port *port;
596
597         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
598         if (!port)
599                 return 0;
600
601         if (unlikely(early_put_chars))
602                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
603
604         return send_buf(port, (void *)buf, count);
605 }
606
607 /*
608  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
609  * when an interrupt is received.
610  *
611  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
612  * buffers that are queued up.
613  */
614 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
615 {
616         struct port *port;
617
618         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
619         if (!port)
620                 return 0;
621
622         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
623         BUG_ON(!port->in_vq);
624
625         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
626 }
627
628 static void resize_console(struct port *port)
629 {
630         struct virtio_device *vdev;
631         struct winsize ws;
632
633         vdev = port->portdev->vdev;
634         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE)) {
635                 vdev->config->get(vdev,
636                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
637                                   &ws.ws_col, sizeof(u16));
638                 vdev->config->get(vdev,
639                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
640                                   &ws.ws_row, sizeof(u16));
641                 hvc_resize(port->cons.hvc, ws);
642         }
643 }
644
645 static void virtcons_apply_config(struct virtio_device *vdev)
646 {
647         resize_console(find_port_by_vtermno(0));
648 }
649
650 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
651 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
652 {
653         struct port *port;
654
655         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
656         if (!port)
657                 return -EINVAL;
658
659         hp->irq_requested = 1;
660         resize_console(port);
661
662         return 0;
663 }
664
665 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
666 {
667         hp->irq_requested = 0;
668 }
669
670 /* The operations for console ports. */
671 static const struct hv_ops hv_ops = {
672         .get_chars = get_chars,
673         .put_chars = put_chars,
674         .notifier_add = notifier_add_vio,
675         .notifier_del = notifier_del_vio,
676         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
677 };
678
679 /*
680  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
681  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
682  * initialization of the net and block drivers.
683  *
684  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
685  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
686  * thing.
687  */
688 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
689 {
690         early_put_chars = put_chars;
691         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
692 }
693
694 int init_port_console(struct port *port)
695 {
696         int ret;
697
698         /*
699          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
700          * up with an hvc console.
701          *
702          * To set up and manage our virtual console, we call
703          * hvc_alloc().
704          *
705          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
706          * number.  The second argument is the parameter for the
707          * notification mechanism (like irq number).  We currently
708          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
709          *
710          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
711          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
712          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
713          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
714          */
715         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
716
717         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
718         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
719                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
720                 port->cons.hvc = NULL;
721                 return ret;
722         }
723         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
724         pdrvdata.next_vtermno++;
725         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
726         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
727         port->guest_connected = true;
728
729         /* Notify host of port being opened */
730         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
731
732         return 0;
733 }
734
735 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
736 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
737                                    struct port_buffer *buf)
738 {
739         struct virtio_console_control *cpkt;
740         struct port *port;
741
742         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
743
744         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
745         if (!port) {
746                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
747                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
748                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
749                 return;
750         }
751
752         switch (cpkt->event) {
753         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
754                 if (!cpkt->value)
755                         break;
756                 if (is_console_port(port))
757                         break;
758
759                 init_port_console(port);
760                 /*
761                  * Could remove the port here in case init fails - but
762                  * have to notify the host first.
763                  */
764                 break;
765         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE:
766                 if (!is_console_port(port))
767                         break;
768                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
769                 resize_console(port);
770                 break;
771         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
772                 port->host_connected = cpkt->value;
773                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
774                 break;
775         }
776 }
777
778 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
779 {
780         struct ports_device *portdev;
781         struct virtqueue *vq;
782         struct port_buffer *buf;
783         unsigned int len;
784
785         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
786         vq = portdev->c_ivq;
787
788         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
789         while ((buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len))) {
790                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
791
792                 buf->len = len;
793                 buf->offset = 0;
794
795                 handle_control_message(portdev, buf);
796
797                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
798                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
799                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
800                                  "Error adding buffer to queue\n");
801                         free_buf(buf);
802                 }
803         }
804         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
805 }
806
807 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
808 {
809         struct port *port;
810         unsigned long flags;
811
812         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
813         if (!port)
814                 return;
815
816         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
817         port->inbuf = get_inbuf(port);
818
819         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
820
821         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
822
823         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
824                 hvc_kick();
825 }
826
827 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
828 {
829         struct ports_device *portdev;
830
831         portdev = vq->vdev->priv;
832         schedule_work(&portdev->control_work);
833 }
834
835 static void fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
836 {
837         struct port_buffer *buf;
838         int ret;
839
840         do {
841                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
842                 if (!buf)
843                         break;
844
845                 spin_lock_irq(lock);
846                 ret = add_inbuf(vq, buf);
847                 if (ret < 0) {
848                         spin_unlock_irq(lock);
849                         free_buf(buf);
850                         break;
851                 }
852                 spin_unlock_irq(lock);
853         } while (ret > 0);
854 }
855
856 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
857 {
858         struct port *port;
859         struct port_buffer *inbuf;
860         dev_t devt;
861         int err;
862
863         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
864         if (!port) {
865                 err = -ENOMEM;
866                 goto fail;
867         }
868
869         port->portdev = portdev;
870         port->id = id;
871
872         port->inbuf = NULL;
873         port->cons.hvc = NULL;
874
875         port->host_connected = port->guest_connected = false;
876
877         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
878         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
879
880         cdev_init(&port->cdev, &port_fops);
881
882         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
883         err = cdev_add(&port->cdev, devt, 1);
884         if (err < 0) {
885                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
886                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
887                 goto free_port;
888         }
889         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
890                                   devt, port, "vport%up%u",
891                                   port->portdev->drv_index, id);
892         if (IS_ERR(port->dev)) {
893                 err = PTR_ERR(port->dev);
894                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
895                         "Error %d creating device for port %u\n",
896                         err, id);
897                 goto free_cdev;
898         }
899
900         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
901         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
902
903         inbuf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
904         if (!inbuf) {
905                 err = -ENOMEM;
906                 goto free_device;
907         }
908
909         /* Register the input buffer the first time. */
910         add_inbuf(port->in_vq, inbuf);
911
912         /*
913          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
914          */
915         if (!use_multiport(port->portdev)) {
916                 err = init_port_console(port);
917                 if (err)
918                         goto free_inbuf;
919         }
920
921         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
922         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
923         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
924
925         /*
926          * Tell the Host we're set so that it can send us various
927          * configuration parameters for this port (eg, port name,
928          * caching, whether this is a console port, etc.)
929          */
930         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
931
932         return 0;
933
934 free_inbuf:
935         free_buf(inbuf);
936 free_device:
937         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
938 free_cdev:
939         cdev_del(&port->cdev);
940 free_port:
941         kfree(port);
942 fail:
943         return err;
944 }
945
946 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
947 {
948         vq_callback_t **io_callbacks;
949         char **io_names;
950         struct virtqueue **vqs;
951         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
952         int err;
953
954         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
955         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
956
957         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
958         if (!vqs) {
959                 err = -ENOMEM;
960                 goto fail;
961         }
962         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
963         if (!io_callbacks) {
964                 err = -ENOMEM;
965                 goto free_vqs;
966         }
967         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
968         if (!io_names) {
969                 err = -ENOMEM;
970                 goto free_callbacks;
971         }
972         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
973                                   GFP_KERNEL);
974         if (!portdev->in_vqs) {
975                 err = -ENOMEM;
976                 goto free_names;
977         }
978         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
979                                    GFP_KERNEL);
980         if (!portdev->out_vqs) {
981                 err = -ENOMEM;
982                 goto free_invqs;
983         }
984
985         /*
986          * For backward compat (newer host but older guest), the host
987          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
988          * 0 before others.
989          */
990         j = 0;
991         io_callbacks[j] = in_intr;
992         io_callbacks[j + 1] = NULL;
993         io_names[j] = "input";
994         io_names[j + 1] = "output";
995         j += 2;
996
997         if (use_multiport(portdev)) {
998                 io_callbacks[j] = control_intr;
999                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1000                 io_names[j] = "control-i";
1001                 io_names[j + 1] = "control-o";
1002
1003                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1004                         j += 2;
1005                         io_callbacks[j] = in_intr;
1006                         io_callbacks[j + 1] = NULL;
1007                         io_names[j] = "input";
1008                         io_names[j + 1] = "output";
1009                 }
1010         }
1011         /* Find the queues. */
1012         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1013                                               io_callbacks,
1014                                               (const char **)io_names);
1015         if (err)
1016                 goto free_outvqs;
1017
1018         j = 0;
1019         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1020         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1021         j += 2;
1022         if (use_multiport(portdev)) {
1023                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1024                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1025
1026                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1027                         j += 2;
1028                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1029                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1030                 }
1031         }
1032         kfree(io_callbacks);
1033         kfree(io_names);
1034         kfree(vqs);
1035
1036         return 0;
1037
1038 free_names:
1039         kfree(io_names);
1040 free_callbacks:
1041         kfree(io_callbacks);
1042 free_outvqs:
1043         kfree(portdev->out_vqs);
1044 free_invqs:
1045         kfree(portdev->in_vqs);
1046 free_vqs:
1047         kfree(vqs);
1048 fail:
1049         return err;
1050 }
1051
1052 static const struct file_operations portdev_fops = {
1053         .owner = THIS_MODULE,
1054 };
1055
1056 /*
1057  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1058  * device.
1059  *
1060  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1061  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1062  * initialize each port found.
1063  */
1064 static int __devinit virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1065 {
1066         struct ports_device *portdev;
1067         u32 i;
1068         int err;
1069         bool multiport;
1070
1071         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1072         if (!portdev) {
1073                 err = -ENOMEM;
1074                 goto fail;
1075         }
1076
1077         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1078         portdev->vdev = vdev;
1079         vdev->priv = portdev;
1080
1081         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1082         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1083         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1084
1085         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1086                                              &portdev_fops);
1087         if (portdev->chr_major < 0) {
1088                 dev_err(&vdev->dev,
1089                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1090                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1091                 err = portdev->chr_major;
1092                 goto free;
1093         }
1094
1095         multiport = false;
1096         portdev->config.nr_ports = 1;
1097         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1098         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT)) {
1099                 multiport = true;
1100                 vdev->features[0] |= 1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT;
1101
1102                 vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_console_config,
1103                                                  nr_ports),
1104                                   &portdev->config.nr_ports,
1105                                   sizeof(portdev->config.nr_ports));
1106                 vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_console_config,
1107                                                  max_nr_ports),
1108                                   &portdev->config.max_nr_ports,
1109                                   sizeof(portdev->config.max_nr_ports));
1110                 if (portdev->config.nr_ports > portdev->config.max_nr_ports) {
1111                         dev_warn(&vdev->dev,
1112                                  "More ports (%u) specified than allowed (%u). Will init %u ports.",
1113                                  portdev->config.nr_ports,
1114                                  portdev->config.max_nr_ports,
1115                                  portdev->config.max_nr_ports);
1116
1117                         portdev->config.nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1118                 }
1119         }
1120
1121         /* Let the Host know we support multiple ports.*/
1122         vdev->config->finalize_features(vdev);
1123
1124         err = init_vqs(portdev);
1125         if (err < 0) {
1126                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1127                 goto free_chrdev;
1128         }
1129
1130         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1131         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1132
1133         if (multiport) {
1134                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1135                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1136
1137                 fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1138         }
1139
1140         for (i = 0; i < portdev->config.nr_ports; i++)
1141                 add_port(portdev, i);
1142
1143         /* Start using the new console output. */
1144         early_put_chars = NULL;
1145         return 0;
1146
1147 free_chrdev:
1148         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1149 free:
1150         kfree(portdev);
1151 fail:
1152         return err;
1153 }
1154
1155 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1156         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1157         { 0 },
1158 };
1159
1160 static unsigned int features[] = {
1161         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1162         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1163 };
1164
1165 static struct virtio_driver virtio_console = {
1166         .feature_table = features,
1167         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
1168         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
1169         .driver.owner = THIS_MODULE,
1170         .id_table =     id_table,
1171         .probe =        virtcons_probe,
1172         .config_changed = virtcons_apply_config,
1173 };
1174
1175 static int __init init(void)
1176 {
1177         int err;
1178
1179         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
1180         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
1181                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
1182                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
1183                 return err;
1184         }
1185         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
1186
1187         return register_virtio_driver(&virtio_console);
1188 }
1189 module_init(init);
1190
1191 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
1192 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
1193 MODULE_LICENSE("GPL");