virtio/console: Add a failback for unstealable pipe buffer
[platform/adaptation/renesas_rcar/renesas_kernel.git] / drivers / char / virtio_console.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2006, 2007, 2009 Rusty Russell, IBM Corporation
3  * Copyright (C) 2009, 2010, 2011 Red Hat, Inc.
4  * Copyright (C) 2009, 2010, 2011 Amit Shah <amit.shah@redhat.com>
5  *
6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9  * (at your option) any later version.
10  *
11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14  * GNU General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
17  * along with this program; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
19  */
20 #include <linux/cdev.h>
21 #include <linux/debugfs.h>
22 #include <linux/completion.h>
23 #include <linux/device.h>
24 #include <linux/err.h>
25 #include <linux/freezer.h>
26 #include <linux/fs.h>
27 #include <linux/splice.h>
28 #include <linux/pagemap.h>
29 #include <linux/init.h>
30 #include <linux/list.h>
31 #include <linux/poll.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/slab.h>
34 #include <linux/spinlock.h>
35 #include <linux/virtio.h>
36 #include <linux/virtio_console.h>
37 #include <linux/wait.h>
38 #include <linux/workqueue.h>
39 #include <linux/module.h>
40 #include "../tty/hvc/hvc_console.h"
41
42 /*
43  * This is a global struct for storing common data for all the devices
44  * this driver handles.
45  *
46  * Mainly, it has a linked list for all the consoles in one place so
47  * that callbacks from hvc for get_chars(), put_chars() work properly
48  * across multiple devices and multiple ports per device.
49  */
50 struct ports_driver_data {
51         /* Used for registering chardevs */
52         struct class *class;
53
54         /* Used for exporting per-port information to debugfs */
55         struct dentry *debugfs_dir;
56
57         /* List of all the devices we're handling */
58         struct list_head portdevs;
59
60         /* Number of devices this driver is handling */
61         unsigned int index;
62
63         /*
64          * This is used to keep track of the number of hvc consoles
65          * spawned by this driver.  This number is given as the first
66          * argument to hvc_alloc().  To correctly map an initial
67          * console spawned via hvc_instantiate to the console being
68          * hooked up via hvc_alloc, we need to pass the same vtermno.
69          *
70          * We also just assume the first console being initialised was
71          * the first one that got used as the initial console.
72          */
73         unsigned int next_vtermno;
74
75         /* All the console devices handled by this driver */
76         struct list_head consoles;
77 };
78 static struct ports_driver_data pdrvdata;
79
80 DEFINE_SPINLOCK(pdrvdata_lock);
81 DECLARE_COMPLETION(early_console_added);
82
83 /* This struct holds information that's relevant only for console ports */
84 struct console {
85         /* We'll place all consoles in a list in the pdrvdata struct */
86         struct list_head list;
87
88         /* The hvc device associated with this console port */
89         struct hvc_struct *hvc;
90
91         /* The size of the console */
92         struct winsize ws;
93
94         /*
95          * This number identifies the number that we used to register
96          * with hvc in hvc_instantiate() and hvc_alloc(); this is the
97          * number passed on by the hvc callbacks to us to
98          * differentiate between the other console ports handled by
99          * this driver
100          */
101         u32 vtermno;
102 };
103
104 struct port_buffer {
105         char *buf;
106
107         /* size of the buffer in *buf above */
108         size_t size;
109
110         /* used length of the buffer */
111         size_t len;
112         /* offset in the buf from which to consume data */
113         size_t offset;
114 };
115
116 /*
117  * This is a per-device struct that stores data common to all the
118  * ports for that device (vdev->priv).
119  */
120 struct ports_device {
121         /* Next portdev in the list, head is in the pdrvdata struct */
122         struct list_head list;
123
124         /*
125          * Workqueue handlers where we process deferred work after
126          * notification
127          */
128         struct work_struct control_work;
129
130         struct list_head ports;
131
132         /* To protect the list of ports */
133         spinlock_t ports_lock;
134
135         /* To protect the vq operations for the control channel */
136         spinlock_t cvq_lock;
137
138         /* The current config space is stored here */
139         struct virtio_console_config config;
140
141         /* The virtio device we're associated with */
142         struct virtio_device *vdev;
143
144         /*
145          * A couple of virtqueues for the control channel: one for
146          * guest->host transfers, one for host->guest transfers
147          */
148         struct virtqueue *c_ivq, *c_ovq;
149
150         /* Array of per-port IO virtqueues */
151         struct virtqueue **in_vqs, **out_vqs;
152
153         /* Used for numbering devices for sysfs and debugfs */
154         unsigned int drv_index;
155
156         /* Major number for this device.  Ports will be created as minors. */
157         int chr_major;
158 };
159
160 struct port_stats {
161         unsigned long bytes_sent, bytes_received, bytes_discarded;
162 };
163
164 /* This struct holds the per-port data */
165 struct port {
166         /* Next port in the list, head is in the ports_device */
167         struct list_head list;
168
169         /* Pointer to the parent virtio_console device */
170         struct ports_device *portdev;
171
172         /* The current buffer from which data has to be fed to readers */
173         struct port_buffer *inbuf;
174
175         /*
176          * To protect the operations on the in_vq associated with this
177          * port.  Has to be a spinlock because it can be called from
178          * interrupt context (get_char()).
179          */
180         spinlock_t inbuf_lock;
181
182         /* Protect the operations on the out_vq. */
183         spinlock_t outvq_lock;
184
185         /* The IO vqs for this port */
186         struct virtqueue *in_vq, *out_vq;
187
188         /* File in the debugfs directory that exposes this port's information */
189         struct dentry *debugfs_file;
190
191         /*
192          * Keep count of the bytes sent, received and discarded for
193          * this port for accounting and debugging purposes.  These
194          * counts are not reset across port open / close events.
195          */
196         struct port_stats stats;
197
198         /*
199          * The entries in this struct will be valid if this port is
200          * hooked up to an hvc console
201          */
202         struct console cons;
203
204         /* Each port associates with a separate char device */
205         struct cdev *cdev;
206         struct device *dev;
207
208         /* Reference-counting to handle port hot-unplugs and file operations */
209         struct kref kref;
210
211         /* A waitqueue for poll() or blocking read operations */
212         wait_queue_head_t waitqueue;
213
214         /* The 'name' of the port that we expose via sysfs properties */
215         char *name;
216
217         /* We can notify apps of host connect / disconnect events via SIGIO */
218         struct fasync_struct *async_queue;
219
220         /* The 'id' to identify the port with the Host */
221         u32 id;
222
223         bool outvq_full;
224
225         /* Is the host device open */
226         bool host_connected;
227
228         /* We should allow only one process to open a port */
229         bool guest_connected;
230 };
231
232 #define MAX_SPLICE_PAGES        32
233 /* This is the very early arch-specified put chars function. */
234 static int (*early_put_chars)(u32, const char *, int);
235
236 static struct port *find_port_by_vtermno(u32 vtermno)
237 {
238         struct port *port;
239         struct console *cons;
240         unsigned long flags;
241
242         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
243         list_for_each_entry(cons, &pdrvdata.consoles, list) {
244                 if (cons->vtermno == vtermno) {
245                         port = container_of(cons, struct port, cons);
246                         goto out;
247                 }
248         }
249         port = NULL;
250 out:
251         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
252         return port;
253 }
254
255 static struct port *find_port_by_devt_in_portdev(struct ports_device *portdev,
256                                                  dev_t dev)
257 {
258         struct port *port;
259         unsigned long flags;
260
261         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
262         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
263                 if (port->cdev->dev == dev)
264                         goto out;
265         port = NULL;
266 out:
267         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
268
269         return port;
270 }
271
272 static struct port *find_port_by_devt(dev_t dev)
273 {
274         struct ports_device *portdev;
275         struct port *port;
276         unsigned long flags;
277
278         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
279         list_for_each_entry(portdev, &pdrvdata.portdevs, list) {
280                 port = find_port_by_devt_in_portdev(portdev, dev);
281                 if (port)
282                         goto out;
283         }
284         port = NULL;
285 out:
286         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
287         return port;
288 }
289
290 static struct port *find_port_by_id(struct ports_device *portdev, u32 id)
291 {
292         struct port *port;
293         unsigned long flags;
294
295         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
296         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
297                 if (port->id == id)
298                         goto out;
299         port = NULL;
300 out:
301         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
302
303         return port;
304 }
305
306 static struct port *find_port_by_vq(struct ports_device *portdev,
307                                     struct virtqueue *vq)
308 {
309         struct port *port;
310         unsigned long flags;
311
312         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
313         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
314                 if (port->in_vq == vq || port->out_vq == vq)
315                         goto out;
316         port = NULL;
317 out:
318         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
319         return port;
320 }
321
322 static bool is_console_port(struct port *port)
323 {
324         if (port->cons.hvc)
325                 return true;
326         return false;
327 }
328
329 static inline bool use_multiport(struct ports_device *portdev)
330 {
331         /*
332          * This condition can be true when put_chars is called from
333          * early_init
334          */
335         if (!portdev->vdev)
336                 return 0;
337         return portdev->vdev->features[0] & (1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT);
338 }
339
340 static void free_buf(struct port_buffer *buf)
341 {
342         kfree(buf->buf);
343         kfree(buf);
344 }
345
346 static struct port_buffer *alloc_buf(size_t buf_size)
347 {
348         struct port_buffer *buf;
349
350         buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
351         if (!buf)
352                 goto fail;
353         buf->buf = kzalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
354         if (!buf->buf)
355                 goto free_buf;
356         buf->len = 0;
357         buf->offset = 0;
358         buf->size = buf_size;
359         return buf;
360
361 free_buf:
362         kfree(buf);
363 fail:
364         return NULL;
365 }
366
367 /* Callers should take appropriate locks */
368 static struct port_buffer *get_inbuf(struct port *port)
369 {
370         struct port_buffer *buf;
371         unsigned int len;
372
373         if (port->inbuf)
374                 return port->inbuf;
375
376         buf = virtqueue_get_buf(port->in_vq, &len);
377         if (buf) {
378                 buf->len = len;
379                 buf->offset = 0;
380                 port->stats.bytes_received += len;
381         }
382         return buf;
383 }
384
385 /*
386  * Create a scatter-gather list representing our input buffer and put
387  * it in the queue.
388  *
389  * Callers should take appropriate locks.
390  */
391 static int add_inbuf(struct virtqueue *vq, struct port_buffer *buf)
392 {
393         struct scatterlist sg[1];
394         int ret;
395
396         sg_init_one(sg, buf->buf, buf->size);
397
398         ret = virtqueue_add_buf(vq, sg, 0, 1, buf, GFP_ATOMIC);
399         virtqueue_kick(vq);
400         return ret;
401 }
402
403 /* Discard any unread data this port has. Callers lockers. */
404 static void discard_port_data(struct port *port)
405 {
406         struct port_buffer *buf;
407         unsigned int err;
408
409         if (!port->portdev) {
410                 /* Device has been unplugged.  vqs are already gone. */
411                 return;
412         }
413         buf = get_inbuf(port);
414
415         err = 0;
416         while (buf) {
417                 port->stats.bytes_discarded += buf->len - buf->offset;
418                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0) {
419                         err++;
420                         free_buf(buf);
421                 }
422                 port->inbuf = NULL;
423                 buf = get_inbuf(port);
424         }
425         if (err)
426                 dev_warn(port->dev, "Errors adding %d buffers back to vq\n",
427                          err);
428 }
429
430 static bool port_has_data(struct port *port)
431 {
432         unsigned long flags;
433         bool ret;
434
435         ret = false;
436         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
437         port->inbuf = get_inbuf(port);
438         if (port->inbuf)
439                 ret = true;
440
441         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
442         return ret;
443 }
444
445 static ssize_t __send_control_msg(struct ports_device *portdev, u32 port_id,
446                                   unsigned int event, unsigned int value)
447 {
448         struct scatterlist sg[1];
449         struct virtio_console_control cpkt;
450         struct virtqueue *vq;
451         unsigned int len;
452
453         if (!use_multiport(portdev))
454                 return 0;
455
456         cpkt.id = port_id;
457         cpkt.event = event;
458         cpkt.value = value;
459
460         vq = portdev->c_ovq;
461
462         sg_init_one(sg, &cpkt, sizeof(cpkt));
463         if (virtqueue_add_buf(vq, sg, 1, 0, &cpkt, GFP_ATOMIC) >= 0) {
464                 virtqueue_kick(vq);
465                 while (!virtqueue_get_buf(vq, &len))
466                         cpu_relax();
467         }
468         return 0;
469 }
470
471 static ssize_t send_control_msg(struct port *port, unsigned int event,
472                                 unsigned int value)
473 {
474         /* Did the port get unplugged before userspace closed it? */
475         if (port->portdev)
476                 return __send_control_msg(port->portdev, port->id, event, value);
477         return 0;
478 }
479
480 struct buffer_token {
481         union {
482                 void *buf;
483                 struct scatterlist *sg;
484         } u;
485         bool sgpages;
486 };
487
488 static void reclaim_sg_pages(struct scatterlist *sg)
489 {
490         int i;
491         struct page *page;
492
493         for (i = 0; i < MAX_SPLICE_PAGES; i++) {
494                 page = sg_page(&sg[i]);
495                 if (!page)
496                         break;
497                 put_page(page);
498         }
499         kfree(sg);
500 }
501
502 /* Callers must take the port->outvq_lock */
503 static void reclaim_consumed_buffers(struct port *port)
504 {
505         struct buffer_token *tok;
506         unsigned int len;
507
508         if (!port->portdev) {
509                 /* Device has been unplugged.  vqs are already gone. */
510                 return;
511         }
512         while ((tok = virtqueue_get_buf(port->out_vq, &len))) {
513                 if (tok->sgpages)
514                         reclaim_sg_pages(tok->u.sg);
515                 else
516                         kfree(tok->u.buf);
517                 kfree(tok);
518                 port->outvq_full = false;
519         }
520 }
521
522 static ssize_t __send_to_port(struct port *port, struct scatterlist *sg,
523                               int nents, size_t in_count,
524                               struct buffer_token *tok, bool nonblock)
525 {
526         struct virtqueue *out_vq;
527         ssize_t ret;
528         unsigned long flags;
529         unsigned int len;
530
531         out_vq = port->out_vq;
532
533         spin_lock_irqsave(&port->outvq_lock, flags);
534
535         reclaim_consumed_buffers(port);
536
537         ret = virtqueue_add_buf(out_vq, sg, nents, 0, tok, GFP_ATOMIC);
538
539         /* Tell Host to go! */
540         virtqueue_kick(out_vq);
541
542         if (ret < 0) {
543                 in_count = 0;
544                 goto done;
545         }
546
547         if (ret == 0)
548                 port->outvq_full = true;
549
550         if (nonblock)
551                 goto done;
552
553         /*
554          * Wait till the host acknowledges it pushed out the data we
555          * sent.  This is done for data from the hvc_console; the tty
556          * operations are performed with spinlocks held so we can't
557          * sleep here.  An alternative would be to copy the data to a
558          * buffer and relax the spinning requirement.  The downside is
559          * we need to kmalloc a GFP_ATOMIC buffer each time the
560          * console driver writes something out.
561          */
562         while (!virtqueue_get_buf(out_vq, &len))
563                 cpu_relax();
564 done:
565         spin_unlock_irqrestore(&port->outvq_lock, flags);
566
567         port->stats.bytes_sent += in_count;
568         /*
569          * We're expected to return the amount of data we wrote -- all
570          * of it
571          */
572         return in_count;
573 }
574
575 static ssize_t send_buf(struct port *port, void *in_buf, size_t in_count,
576                         bool nonblock)
577 {
578         struct scatterlist sg[1];
579         struct buffer_token *tok;
580
581         tok = kmalloc(sizeof(*tok), GFP_ATOMIC);
582         if (!tok)
583                 return -ENOMEM;
584         tok->sgpages = false;
585         tok->u.buf = in_buf;
586
587         sg_init_one(sg, in_buf, in_count);
588
589         return __send_to_port(port, sg, 1, in_count, tok, nonblock);
590 }
591
592 static ssize_t send_pages(struct port *port, struct scatterlist *sg, int nents,
593                           size_t in_count, bool nonblock)
594 {
595         struct buffer_token *tok;
596
597         tok = kmalloc(sizeof(*tok), GFP_ATOMIC);
598         if (!tok)
599                 return -ENOMEM;
600         tok->sgpages = true;
601         tok->u.sg = sg;
602
603         return __send_to_port(port, sg, nents, in_count, tok, nonblock);
604 }
605
606 /*
607  * Give out the data that's requested from the buffer that we have
608  * queued up.
609  */
610 static ssize_t fill_readbuf(struct port *port, char *out_buf, size_t out_count,
611                             bool to_user)
612 {
613         struct port_buffer *buf;
614         unsigned long flags;
615
616         if (!out_count || !port_has_data(port))
617                 return 0;
618
619         buf = port->inbuf;
620         out_count = min(out_count, buf->len - buf->offset);
621
622         if (to_user) {
623                 ssize_t ret;
624
625                 ret = copy_to_user(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
626                 if (ret)
627                         return -EFAULT;
628         } else {
629                 memcpy(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
630         }
631
632         buf->offset += out_count;
633
634         if (buf->offset == buf->len) {
635                 /*
636                  * We're done using all the data in this buffer.
637                  * Re-queue so that the Host can send us more data.
638                  */
639                 spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
640                 port->inbuf = NULL;
641
642                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0)
643                         dev_warn(port->dev, "failed add_buf\n");
644
645                 spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
646         }
647         /* Return the number of bytes actually copied */
648         return out_count;
649 }
650
651 /* The condition that must be true for polling to end */
652 static bool will_read_block(struct port *port)
653 {
654         if (!port->guest_connected) {
655                 /* Port got hot-unplugged. Let's exit. */
656                 return false;
657         }
658         return !port_has_data(port) && port->host_connected;
659 }
660
661 static bool will_write_block(struct port *port)
662 {
663         bool ret;
664
665         if (!port->guest_connected) {
666                 /* Port got hot-unplugged. Let's exit. */
667                 return false;
668         }
669         if (!port->host_connected)
670                 return true;
671
672         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
673         /*
674          * Check if the Host has consumed any buffers since we last
675          * sent data (this is only applicable for nonblocking ports).
676          */
677         reclaim_consumed_buffers(port);
678         ret = port->outvq_full;
679         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
680
681         return ret;
682 }
683
684 static ssize_t port_fops_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
685                               size_t count, loff_t *offp)
686 {
687         struct port *port;
688         ssize_t ret;
689
690         port = filp->private_data;
691
692         if (!port_has_data(port)) {
693                 /*
694                  * If nothing's connected on the host just return 0 in
695                  * case of list_empty; this tells the userspace app
696                  * that there's no connection
697                  */
698                 if (!port->host_connected)
699                         return 0;
700                 if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
701                         return -EAGAIN;
702
703                 ret = wait_event_freezable(port->waitqueue,
704                                            !will_read_block(port));
705                 if (ret < 0)
706                         return ret;
707         }
708         /* Port got hot-unplugged. */
709         if (!port->guest_connected)
710                 return -ENODEV;
711         /*
712          * We could've received a disconnection message while we were
713          * waiting for more data.
714          *
715          * This check is not clubbed in the if() statement above as we
716          * might receive some data as well as the host could get
717          * disconnected after we got woken up from our wait.  So we
718          * really want to give off whatever data we have and only then
719          * check for host_connected.
720          */
721         if (!port_has_data(port) && !port->host_connected)
722                 return 0;
723
724         return fill_readbuf(port, ubuf, count, true);
725 }
726
727 static ssize_t port_fops_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
728                                size_t count, loff_t *offp)
729 {
730         struct port *port;
731         char *buf;
732         ssize_t ret;
733         bool nonblock;
734
735         /* Userspace could be out to fool us */
736         if (!count)
737                 return 0;
738
739         port = filp->private_data;
740
741         nonblock = filp->f_flags & O_NONBLOCK;
742
743         if (will_write_block(port)) {
744                 if (nonblock)
745                         return -EAGAIN;
746
747                 ret = wait_event_freezable(port->waitqueue,
748                                            !will_write_block(port));
749                 if (ret < 0)
750                         return ret;
751         }
752         /* Port got hot-unplugged. */
753         if (!port->guest_connected)
754                 return -ENODEV;
755
756         count = min((size_t)(32 * 1024), count);
757
758         buf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
759         if (!buf)
760                 return -ENOMEM;
761
762         ret = copy_from_user(buf, ubuf, count);
763         if (ret) {
764                 ret = -EFAULT;
765                 goto free_buf;
766         }
767
768         /*
769          * We now ask send_buf() to not spin for generic ports -- we
770          * can re-use the same code path that non-blocking file
771          * descriptors take for blocking file descriptors since the
772          * wait is already done and we're certain the write will go
773          * through to the host.
774          */
775         nonblock = true;
776         ret = send_buf(port, buf, count, nonblock);
777
778         if (nonblock && ret > 0)
779                 goto out;
780
781 free_buf:
782         kfree(buf);
783 out:
784         return ret;
785 }
786
787 struct sg_list {
788         unsigned int n;
789         size_t len;
790         struct scatterlist *sg;
791 };
792
793 static int pipe_to_sg(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
794                         struct splice_desc *sd)
795 {
796         struct sg_list *sgl = sd->u.data;
797         unsigned int offset, len;
798
799         if (sgl->n == MAX_SPLICE_PAGES)
800                 return 0;
801
802         /* Try lock this page */
803         if (buf->ops->steal(pipe, buf) == 0) {
804                 /* Get reference and unlock page for moving */
805                 get_page(buf->page);
806                 unlock_page(buf->page);
807
808                 len = min(buf->len, sd->len);
809                 sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), buf->page, len, buf->offset);
810         } else {
811                 /* Failback to copying a page */
812                 struct page *page = alloc_page(GFP_KERNEL);
813                 char *src = buf->ops->map(pipe, buf, 1);
814                 char *dst;
815
816                 if (!page)
817                         return -ENOMEM;
818                 dst = kmap(page);
819
820                 offset = sd->pos & ~PAGE_MASK;
821
822                 len = sd->len;
823                 if (len + offset > PAGE_SIZE)
824                         len = PAGE_SIZE - offset;
825
826                 memcpy(dst + offset, src + buf->offset, len);
827
828                 kunmap(page);
829                 buf->ops->unmap(pipe, buf, src);
830
831                 sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), page, len, offset);
832         }
833         sgl->n++;
834         sgl->len += len;
835
836         return len;
837 }
838
839 /* Faster zero-copy write by splicing */
840 static ssize_t port_fops_splice_write(struct pipe_inode_info *pipe,
841                                       struct file *filp, loff_t *ppos,
842                                       size_t len, unsigned int flags)
843 {
844         struct port *port = filp->private_data;
845         struct sg_list sgl;
846         ssize_t ret;
847         struct splice_desc sd = {
848                 .total_len = len,
849                 .flags = flags,
850                 .pos = *ppos,
851                 .u.data = &sgl,
852         };
853
854         sgl.n = 0;
855         sgl.len = 0;
856         sgl.sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist) * MAX_SPLICE_PAGES,
857                          GFP_KERNEL);
858         if (unlikely(!sgl.sg))
859                 return -ENOMEM;
860
861         sg_init_table(sgl.sg, MAX_SPLICE_PAGES);
862         ret = __splice_from_pipe(pipe, &sd, pipe_to_sg);
863         if (likely(ret > 0))
864                 ret = send_pages(port, sgl.sg, sgl.n, sgl.len, true);
865
866         return ret;
867 }
868
869 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
870 {
871         struct port *port;
872         unsigned int ret;
873
874         port = filp->private_data;
875         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
876
877         if (!port->guest_connected) {
878                 /* Port got unplugged */
879                 return POLLHUP;
880         }
881         ret = 0;
882         if (!will_read_block(port))
883                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
884         if (!will_write_block(port))
885                 ret |= POLLOUT;
886         if (!port->host_connected)
887                 ret |= POLLHUP;
888
889         return ret;
890 }
891
892 static void remove_port(struct kref *kref);
893
894 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
895 {
896         struct port *port;
897
898         port = filp->private_data;
899
900         /* Notify host of port being closed */
901         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
902
903         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
904         port->guest_connected = false;
905
906         discard_port_data(port);
907
908         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
909
910         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
911         reclaim_consumed_buffers(port);
912         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
913
914         /*
915          * Locks aren't necessary here as a port can't be opened after
916          * unplug, and if a port isn't unplugged, a kref would already
917          * exist for the port.  Plus, taking ports_lock here would
918          * create a dependency on other locks taken by functions
919          * inside remove_port if we're the last holder of the port,
920          * creating many problems.
921          */
922         kref_put(&port->kref, remove_port);
923
924         return 0;
925 }
926
927 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
928 {
929         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
930         struct port *port;
931         int ret;
932
933         port = find_port_by_devt(cdev->dev);
934         filp->private_data = port;
935
936         /* Prevent against a port getting hot-unplugged at the same time */
937         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
938         kref_get(&port->kref);
939         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
940
941         /*
942          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
943          * via /dev/hvc
944          */
945         if (is_console_port(port)) {
946                 ret = -ENXIO;
947                 goto out;
948         }
949
950         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
951         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
952         if (port->guest_connected) {
953                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
954                 ret = -EMFILE;
955                 goto out;
956         }
957
958         port->guest_connected = true;
959         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
960
961         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
962         /*
963          * There might be a chance that we missed reclaiming a few
964          * buffers in the window of the port getting previously closed
965          * and opening now.
966          */
967         reclaim_consumed_buffers(port);
968         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
969
970         nonseekable_open(inode, filp);
971
972         /* Notify host of port being opened */
973         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
974
975         return 0;
976 out:
977         kref_put(&port->kref, remove_port);
978         return ret;
979 }
980
981 static int port_fops_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
982 {
983         struct port *port;
984
985         port = filp->private_data;
986         return fasync_helper(fd, filp, mode, &port->async_queue);
987 }
988
989 /*
990  * The file operations that we support: programs in the guest can open
991  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
992  * close it.  The devices are at
993  *   /dev/vport<device number>p<port number>
994  */
995 static const struct file_operations port_fops = {
996         .owner = THIS_MODULE,
997         .open  = port_fops_open,
998         .read  = port_fops_read,
999         .write = port_fops_write,
1000         .splice_write = port_fops_splice_write,
1001         .poll  = port_fops_poll,
1002         .release = port_fops_release,
1003         .fasync = port_fops_fasync,
1004         .llseek = no_llseek,
1005 };
1006
1007 /*
1008  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
1009  *
1010  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
1011  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
1012  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
1013  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
1014  */
1015 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
1016 {
1017         struct port *port;
1018
1019         if (unlikely(early_put_chars))
1020                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
1021
1022         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1023         if (!port)
1024                 return -EPIPE;
1025
1026         return send_buf(port, (void *)buf, count, false);
1027 }
1028
1029 /*
1030  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
1031  * when an interrupt is received.
1032  *
1033  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
1034  * buffers that are queued up.
1035  */
1036 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
1037 {
1038         struct port *port;
1039
1040         /* If we've not set up the port yet, we have no input to give. */
1041         if (unlikely(early_put_chars))
1042                 return 0;
1043
1044         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1045         if (!port)
1046                 return -EPIPE;
1047
1048         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
1049         BUG_ON(!port->in_vq);
1050
1051         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
1052 }
1053
1054 static void resize_console(struct port *port)
1055 {
1056         struct virtio_device *vdev;
1057
1058         /* The port could have been hot-unplugged */
1059         if (!port || !is_console_port(port))
1060                 return;
1061
1062         vdev = port->portdev->vdev;
1063         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE))
1064                 hvc_resize(port->cons.hvc, port->cons.ws);
1065 }
1066
1067 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
1068 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1069 {
1070         struct port *port;
1071
1072         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
1073         if (!port)
1074                 return -EINVAL;
1075
1076         hp->irq_requested = 1;
1077         resize_console(port);
1078
1079         return 0;
1080 }
1081
1082 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1083 {
1084         hp->irq_requested = 0;
1085 }
1086
1087 /* The operations for console ports. */
1088 static const struct hv_ops hv_ops = {
1089         .get_chars = get_chars,
1090         .put_chars = put_chars,
1091         .notifier_add = notifier_add_vio,
1092         .notifier_del = notifier_del_vio,
1093         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
1094 };
1095
1096 /*
1097  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
1098  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
1099  * initialization of the net and block drivers.
1100  *
1101  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
1102  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
1103  * thing.
1104  */
1105 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
1106 {
1107         early_put_chars = put_chars;
1108         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
1109 }
1110
1111 int init_port_console(struct port *port)
1112 {
1113         int ret;
1114
1115         /*
1116          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
1117          * up with an hvc console.
1118          *
1119          * To set up and manage our virtual console, we call
1120          * hvc_alloc().
1121          *
1122          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
1123          * number.  The second argument is the parameter for the
1124          * notification mechanism (like irq number).  We currently
1125          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
1126          *
1127          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
1128          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
1129          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
1130          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
1131          */
1132         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
1133
1134         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
1135         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
1136                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
1137                 dev_err(port->dev,
1138                         "error %d allocating hvc for port\n", ret);
1139                 port->cons.hvc = NULL;
1140                 return ret;
1141         }
1142         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1143         pdrvdata.next_vtermno++;
1144         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
1145         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1146         port->guest_connected = true;
1147
1148         /*
1149          * Start using the new console output if this is the first
1150          * console to come up.
1151          */
1152         if (early_put_chars)
1153                 early_put_chars = NULL;
1154
1155         /* Notify host of port being opened */
1156         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
1157
1158         return 0;
1159 }
1160
1161 static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
1162                               struct device_attribute *attr, char *buffer)
1163 {
1164         struct port *port;
1165
1166         port = dev_get_drvdata(dev);
1167
1168         return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
1169 }
1170
1171 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);
1172
1173 static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
1174         &dev_attr_name.attr,
1175         NULL
1176 };
1177
1178 static struct attribute_group port_attribute_group = {
1179         .name = NULL,           /* put in device directory */
1180         .attrs = port_sysfs_entries,
1181 };
1182
1183 static ssize_t debugfs_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
1184                             size_t count, loff_t *offp)
1185 {
1186         struct port *port;
1187         char *buf;
1188         ssize_t ret, out_offset, out_count;
1189
1190         out_count = 1024;
1191         buf = kmalloc(out_count, GFP_KERNEL);
1192         if (!buf)
1193                 return -ENOMEM;
1194
1195         port = filp->private_data;
1196         out_offset = 0;
1197         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count,
1198                                "name: %s\n", port->name ? port->name : "");
1199         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1200                                "guest_connected: %d\n", port->guest_connected);
1201         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1202                                "host_connected: %d\n", port->host_connected);
1203         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1204                                "outvq_full: %d\n", port->outvq_full);
1205         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1206                                "bytes_sent: %lu\n", port->stats.bytes_sent);
1207         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1208                                "bytes_received: %lu\n",
1209                                port->stats.bytes_received);
1210         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1211                                "bytes_discarded: %lu\n",
1212                                port->stats.bytes_discarded);
1213         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1214                                "is_console: %s\n",
1215                                is_console_port(port) ? "yes" : "no");
1216         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1217                                "console_vtermno: %u\n", port->cons.vtermno);
1218
1219         ret = simple_read_from_buffer(ubuf, count, offp, buf, out_offset);
1220         kfree(buf);
1221         return ret;
1222 }
1223
1224 static const struct file_operations port_debugfs_ops = {
1225         .owner = THIS_MODULE,
1226         .open  = simple_open,
1227         .read  = debugfs_read,
1228 };
1229
1230 static void set_console_size(struct port *port, u16 rows, u16 cols)
1231 {
1232         if (!port || !is_console_port(port))
1233                 return;
1234
1235         port->cons.ws.ws_row = rows;
1236         port->cons.ws.ws_col = cols;
1237 }
1238
1239 static unsigned int fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
1240 {
1241         struct port_buffer *buf;
1242         unsigned int nr_added_bufs;
1243         int ret;
1244
1245         nr_added_bufs = 0;
1246         do {
1247                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1248                 if (!buf)
1249                         break;
1250
1251                 spin_lock_irq(lock);
1252                 ret = add_inbuf(vq, buf);
1253                 if (ret < 0) {
1254                         spin_unlock_irq(lock);
1255                         free_buf(buf);
1256                         break;
1257                 }
1258                 nr_added_bufs++;
1259                 spin_unlock_irq(lock);
1260         } while (ret > 0);
1261
1262         return nr_added_bufs;
1263 }
1264
1265 static void send_sigio_to_port(struct port *port)
1266 {
1267         if (port->async_queue && port->guest_connected)
1268                 kill_fasync(&port->async_queue, SIGIO, POLL_OUT);
1269 }
1270
1271 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
1272 {
1273         char debugfs_name[16];
1274         struct port *port;
1275         struct port_buffer *buf;
1276         dev_t devt;
1277         unsigned int nr_added_bufs;
1278         int err;
1279
1280         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
1281         if (!port) {
1282                 err = -ENOMEM;
1283                 goto fail;
1284         }
1285         kref_init(&port->kref);
1286
1287         port->portdev = portdev;
1288         port->id = id;
1289
1290         port->name = NULL;
1291         port->inbuf = NULL;
1292         port->cons.hvc = NULL;
1293         port->async_queue = NULL;
1294
1295         port->cons.ws.ws_row = port->cons.ws.ws_col = 0;
1296
1297         port->host_connected = port->guest_connected = false;
1298         port->stats = (struct port_stats) { 0 };
1299
1300         port->outvq_full = false;
1301
1302         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
1303         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
1304
1305         port->cdev = cdev_alloc();
1306         if (!port->cdev) {
1307                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev, "Error allocating cdev\n");
1308                 err = -ENOMEM;
1309                 goto free_port;
1310         }
1311         port->cdev->ops = &port_fops;
1312
1313         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
1314         err = cdev_add(port->cdev, devt, 1);
1315         if (err < 0) {
1316                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1317                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
1318                 goto free_cdev;
1319         }
1320         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
1321                                   devt, port, "vport%up%u",
1322                                   port->portdev->drv_index, id);
1323         if (IS_ERR(port->dev)) {
1324                 err = PTR_ERR(port->dev);
1325                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1326                         "Error %d creating device for port %u\n",
1327                         err, id);
1328                 goto free_cdev;
1329         }
1330
1331         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
1332         spin_lock_init(&port->outvq_lock);
1333         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
1334
1335         /* Fill the in_vq with buffers so the host can send us data. */
1336         nr_added_bufs = fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
1337         if (!nr_added_bufs) {
1338                 dev_err(port->dev, "Error allocating inbufs\n");
1339                 err = -ENOMEM;
1340                 goto free_device;
1341         }
1342
1343         /*
1344          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
1345          */
1346         if (!use_multiport(port->portdev)) {
1347                 err = init_port_console(port);
1348                 if (err)
1349                         goto free_inbufs;
1350         }
1351
1352         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
1353         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
1354         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
1355
1356         /*
1357          * Tell the Host we're set so that it can send us various
1358          * configuration parameters for this port (eg, port name,
1359          * caching, whether this is a console port, etc.)
1360          */
1361         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1362
1363         if (pdrvdata.debugfs_dir) {
1364                 /*
1365                  * Finally, create the debugfs file that we can use to
1366                  * inspect a port's state at any time
1367                  */
1368                 sprintf(debugfs_name, "vport%up%u",
1369                         port->portdev->drv_index, id);
1370                 port->debugfs_file = debugfs_create_file(debugfs_name, 0444,
1371                                                          pdrvdata.debugfs_dir,
1372                                                          port,
1373                                                          &port_debugfs_ops);
1374         }
1375         return 0;
1376
1377 free_inbufs:
1378         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1379                 free_buf(buf);
1380 free_device:
1381         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1382 free_cdev:
1383         cdev_del(port->cdev);
1384 free_port:
1385         kfree(port);
1386 fail:
1387         /* The host might want to notify management sw about port add failure */
1388         __send_control_msg(portdev, id, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 0);
1389         return err;
1390 }
1391
1392 /* No users remain, remove all port-specific data. */
1393 static void remove_port(struct kref *kref)
1394 {
1395         struct port *port;
1396
1397         port = container_of(kref, struct port, kref);
1398
1399         sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
1400         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1401         cdev_del(port->cdev);
1402
1403         kfree(port->name);
1404
1405         debugfs_remove(port->debugfs_file);
1406
1407         kfree(port);
1408 }
1409
1410 static void remove_port_data(struct port *port)
1411 {
1412         struct port_buffer *buf;
1413
1414         /* Remove unused data this port might have received. */
1415         discard_port_data(port);
1416
1417         reclaim_consumed_buffers(port);
1418
1419         /* Remove buffers we queued up for the Host to send us data in. */
1420         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1421                 free_buf(buf);
1422 }
1423
1424 /*
1425  * Port got unplugged.  Remove port from portdev's list and drop the
1426  * kref reference.  If no userspace has this port opened, it will
1427  * result in immediate removal the port.
1428  */
1429 static void unplug_port(struct port *port)
1430 {
1431         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1432         list_del(&port->list);
1433         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1434
1435         if (port->guest_connected) {
1436                 port->guest_connected = false;
1437                 port->host_connected = false;
1438                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1439
1440                 /* Let the app know the port is going down. */
1441                 send_sigio_to_port(port);
1442         }
1443
1444         if (is_console_port(port)) {
1445                 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1446                 list_del(&port->cons.list);
1447                 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1448                 hvc_remove(port->cons.hvc);
1449         }
1450
1451         remove_port_data(port);
1452
1453         /*
1454          * We should just assume the device itself has gone off --
1455          * else a close on an open port later will try to send out a
1456          * control message.
1457          */
1458         port->portdev = NULL;
1459
1460         /*
1461          * Locks around here are not necessary - a port can't be
1462          * opened after we removed the port struct from ports_list
1463          * above.
1464          */
1465         kref_put(&port->kref, remove_port);
1466 }
1467
1468 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
1469 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
1470                                    struct port_buffer *buf)
1471 {
1472         struct virtio_console_control *cpkt;
1473         struct port *port;
1474         size_t name_size;
1475         int err;
1476
1477         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
1478
1479         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
1480         if (!port && cpkt->event != VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD) {
1481                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
1482                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1483                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
1484                 return;
1485         }
1486
1487         switch (cpkt->event) {
1488         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD:
1489                 if (port) {
1490                         dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1491                                 "Port %u already added\n", port->id);
1492                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1493                         break;
1494                 }
1495                 if (cpkt->id >= portdev->config.max_nr_ports) {
1496                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1497                                 "Request for adding port with out-of-bound id %u, max. supported id: %u\n",
1498                                 cpkt->id, portdev->config.max_nr_ports - 1);
1499                         break;
1500                 }
1501                 add_port(portdev, cpkt->id);
1502                 break;
1503         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
1504                 unplug_port(port);
1505                 break;
1506         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
1507                 if (!cpkt->value)
1508                         break;
1509                 if (is_console_port(port))
1510                         break;
1511
1512                 init_port_console(port);
1513                 complete(&early_console_added);
1514                 /*
1515                  * Could remove the port here in case init fails - but
1516                  * have to notify the host first.
1517                  */
1518                 break;
1519         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE: {
1520                 struct {
1521                         __u16 rows;
1522                         __u16 cols;
1523                 } size;
1524
1525                 if (!is_console_port(port))
1526                         break;
1527
1528                 memcpy(&size, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1529                        sizeof(size));
1530                 set_console_size(port, size.rows, size.cols);
1531
1532                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
1533                 resize_console(port);
1534                 break;
1535         }
1536         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
1537                 port->host_connected = cpkt->value;
1538                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1539                 /*
1540                  * If the host port got closed and the host had any
1541                  * unconsumed buffers, we'll be able to reclaim them
1542                  * now.
1543                  */
1544                 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
1545                 reclaim_consumed_buffers(port);
1546                 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
1547
1548                 /*
1549                  * If the guest is connected, it'll be interested in
1550                  * knowing the host connection state changed.
1551                  */
1552                 send_sigio_to_port(port);
1553                 break;
1554         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
1555                 /*
1556                  * If we woke up after hibernation, we can get this
1557                  * again.  Skip it in that case.
1558                  */
1559                 if (port->name)
1560                         break;
1561
1562                 /*
1563                  * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
1564                  * of the name that was sent
1565                  */
1566                 name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;
1567
1568                 port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
1569                 if (!port->name) {
1570                         dev_err(port->dev,
1571                                 "Not enough space to store port name\n");
1572                         break;
1573                 }
1574                 strncpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1575                         name_size - 1);
1576                 port->name[name_size - 1] = 0;
1577
1578                 /*
1579                  * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
1580                  * create it only if we have a name for the port.
1581                  */
1582                 err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
1583                                          &port_attribute_group);
1584                 if (err) {
1585                         dev_err(port->dev,
1586                                 "Error %d creating sysfs device attributes\n",
1587                                 err);
1588                 } else {
1589                         /*
1590                          * Generate a udev event so that appropriate
1591                          * symlinks can be created based on udev
1592                          * rules.
1593                          */
1594                         kobject_uevent(&port->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);
1595                 }
1596                 break;
1597         }
1598 }
1599
1600 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
1601 {
1602         struct ports_device *portdev;
1603         struct virtqueue *vq;
1604         struct port_buffer *buf;
1605         unsigned int len;
1606
1607         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
1608         vq = portdev->c_ivq;
1609
1610         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1611         while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
1612                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1613
1614                 buf->len = len;
1615                 buf->offset = 0;
1616
1617                 handle_control_message(portdev, buf);
1618
1619                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1620                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
1621                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1622                                  "Error adding buffer to queue\n");
1623                         free_buf(buf);
1624                 }
1625         }
1626         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1627 }
1628
1629 static void out_intr(struct virtqueue *vq)
1630 {
1631         struct port *port;
1632
1633         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1634         if (!port)
1635                 return;
1636
1637         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1638 }
1639
1640 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
1641 {
1642         struct port *port;
1643         unsigned long flags;
1644
1645         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1646         if (!port)
1647                 return;
1648
1649         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
1650         port->inbuf = get_inbuf(port);
1651
1652         /*
1653          * Don't queue up data when port is closed.  This condition
1654          * can be reached when a console port is not yet connected (no
1655          * tty is spawned) and the host sends out data to console
1656          * ports.  For generic serial ports, the host won't
1657          * (shouldn't) send data till the guest is connected.
1658          */
1659         if (!port->guest_connected)
1660                 discard_port_data(port);
1661
1662         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
1663
1664         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1665
1666         /* Send a SIGIO indicating new data in case the process asked for it */
1667         send_sigio_to_port(port);
1668
1669         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
1670                 hvc_kick();
1671 }
1672
1673 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
1674 {
1675         struct ports_device *portdev;
1676
1677         portdev = vq->vdev->priv;
1678         schedule_work(&portdev->control_work);
1679 }
1680
1681 static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
1682 {
1683         struct ports_device *portdev;
1684
1685         portdev = vdev->priv;
1686
1687         if (!use_multiport(portdev)) {
1688                 struct port *port;
1689                 u16 rows, cols;
1690
1691                 vdev->config->get(vdev,
1692                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
1693                                   &cols, sizeof(u16));
1694                 vdev->config->get(vdev,
1695                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
1696                                   &rows, sizeof(u16));
1697
1698                 port = find_port_by_id(portdev, 0);
1699                 set_console_size(port, rows, cols);
1700
1701                 /*
1702                  * We'll use this way of resizing only for legacy
1703                  * support.  For newer userspace
1704                  * (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use control messages
1705                  * to indicate console size changes so that it can be
1706                  * done per-port.
1707                  */
1708                 resize_console(port);
1709         }
1710 }
1711
1712 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
1713 {
1714         vq_callback_t **io_callbacks;
1715         char **io_names;
1716         struct virtqueue **vqs;
1717         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
1718         int err;
1719
1720         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1721         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
1722
1723         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
1724         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
1725         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
1726         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1727                                   GFP_KERNEL);
1728         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1729                                    GFP_KERNEL);
1730         if (!vqs || !io_callbacks || !io_names || !portdev->in_vqs ||
1731             !portdev->out_vqs) {
1732                 err = -ENOMEM;
1733                 goto free;
1734         }
1735
1736         /*
1737          * For backward compat (newer host but older guest), the host
1738          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
1739          * 0 before others.
1740          */
1741         j = 0;
1742         io_callbacks[j] = in_intr;
1743         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1744         io_names[j] = "input";
1745         io_names[j + 1] = "output";
1746         j += 2;
1747
1748         if (use_multiport(portdev)) {
1749                 io_callbacks[j] = control_intr;
1750                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1751                 io_names[j] = "control-i";
1752                 io_names[j + 1] = "control-o";
1753
1754                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1755                         j += 2;
1756                         io_callbacks[j] = in_intr;
1757                         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1758                         io_names[j] = "input";
1759                         io_names[j + 1] = "output";
1760                 }
1761         }
1762         /* Find the queues. */
1763         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1764                                               io_callbacks,
1765                                               (const char **)io_names);
1766         if (err)
1767                 goto free;
1768
1769         j = 0;
1770         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1771         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1772         j += 2;
1773         if (use_multiport(portdev)) {
1774                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1775                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1776
1777                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1778                         j += 2;
1779                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1780                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1781                 }
1782         }
1783         kfree(io_names);
1784         kfree(io_callbacks);
1785         kfree(vqs);
1786
1787         return 0;
1788
1789 free:
1790         kfree(portdev->out_vqs);
1791         kfree(portdev->in_vqs);
1792         kfree(io_names);
1793         kfree(io_callbacks);
1794         kfree(vqs);
1795
1796         return err;
1797 }
1798
1799 static const struct file_operations portdev_fops = {
1800         .owner = THIS_MODULE,
1801 };
1802
1803 static void remove_vqs(struct ports_device *portdev)
1804 {
1805         portdev->vdev->config->del_vqs(portdev->vdev);
1806         kfree(portdev->in_vqs);
1807         kfree(portdev->out_vqs);
1808 }
1809
1810 static void remove_controlq_data(struct ports_device *portdev)
1811 {
1812         struct port_buffer *buf;
1813         unsigned int len;
1814
1815         if (!use_multiport(portdev))
1816                 return;
1817
1818         while ((buf = virtqueue_get_buf(portdev->c_ivq, &len)))
1819                 free_buf(buf);
1820
1821         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(portdev->c_ivq)))
1822                 free_buf(buf);
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1827  * device.
1828  *
1829  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1830  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1831  * initialize each port found.
1832  */
1833 static int __devinit virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1834 {
1835         struct ports_device *portdev;
1836         int err;
1837         bool multiport;
1838         bool early = early_put_chars != NULL;
1839
1840         /* Ensure to read early_put_chars now */
1841         barrier();
1842
1843         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1844         if (!portdev) {
1845                 err = -ENOMEM;
1846                 goto fail;
1847         }
1848
1849         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1850         portdev->vdev = vdev;
1851         vdev->priv = portdev;
1852
1853         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1854         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1855         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1856
1857         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1858                                              &portdev_fops);
1859         if (portdev->chr_major < 0) {
1860                 dev_err(&vdev->dev,
1861                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1862                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1863                 err = portdev->chr_major;
1864                 goto free;
1865         }
1866
1867         multiport = false;
1868         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1869         if (virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1870                               offsetof(struct virtio_console_config,
1871                                        max_nr_ports),
1872                               &portdev->config.max_nr_ports) == 0)
1873                 multiport = true;
1874
1875         err = init_vqs(portdev);
1876         if (err < 0) {
1877                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1878                 goto free_chrdev;
1879         }
1880
1881         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1882         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1883
1884         if (multiport) {
1885                 unsigned int nr_added_bufs;
1886
1887                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1888                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1889
1890                 nr_added_bufs = fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1891                 if (!nr_added_bufs) {
1892                         dev_err(&vdev->dev,
1893                                 "Error allocating buffers for control queue\n");
1894                         err = -ENOMEM;
1895                         goto free_vqs;
1896                 }
1897         } else {
1898                 /*
1899                  * For backward compatibility: Create a console port
1900                  * if we're running on older host.
1901                  */
1902                 add_port(portdev, 0);
1903         }
1904
1905         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1906         list_add_tail(&portdev->list, &pdrvdata.portdevs);
1907         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1908
1909         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1910                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 1);
1911
1912         /*
1913          * If there was an early virtio console, assume that there are no
1914          * other consoles. We need to wait until the hvc_alloc matches the
1915          * hvc_instantiate, otherwise tty_open will complain, resulting in
1916          * a "Warning: unable to open an initial console" boot failure.
1917          * Without multiport this is done in add_port above. With multiport
1918          * this might take some host<->guest communication - thus we have to
1919          * wait.
1920          */
1921         if (multiport && early)
1922                 wait_for_completion(&early_console_added);
1923
1924         return 0;
1925
1926 free_vqs:
1927         /* The host might want to notify mgmt sw about device add failure */
1928         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1929                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 0);
1930         remove_vqs(portdev);
1931 free_chrdev:
1932         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1933 free:
1934         kfree(portdev);
1935 fail:
1936         return err;
1937 }
1938
1939 static void virtcons_remove(struct virtio_device *vdev)
1940 {
1941         struct ports_device *portdev;
1942         struct port *port, *port2;
1943
1944         portdev = vdev->priv;
1945
1946         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1947         list_del(&portdev->list);
1948         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1949
1950         /* Disable interrupts for vqs */
1951         vdev->config->reset(vdev);
1952         /* Finish up work that's lined up */
1953         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
1954
1955         list_for_each_entry_safe(port, port2, &portdev->ports, list)
1956                 unplug_port(port);
1957
1958         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1959
1960         /*
1961          * When yanking out a device, we immediately lose the
1962          * (device-side) queues.  So there's no point in keeping the
1963          * guest side around till we drop our final reference.  This
1964          * also means that any ports which are in an open state will
1965          * have to just stop using the port, as the vqs are going
1966          * away.
1967          */
1968         remove_controlq_data(portdev);
1969         remove_vqs(portdev);
1970         kfree(portdev);
1971 }
1972
1973 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1974         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1975         { 0 },
1976 };
1977
1978 static unsigned int features[] = {
1979         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1980         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1981 };
1982
1983 #ifdef CONFIG_PM
1984 static int virtcons_freeze(struct virtio_device *vdev)
1985 {
1986         struct ports_device *portdev;
1987         struct port *port;
1988
1989         portdev = vdev->priv;
1990
1991         vdev->config->reset(vdev);
1992
1993         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
1994         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
1995         /*
1996          * Once more: if control_work_handler() was running, it would
1997          * enable the cb as the last step.
1998          */
1999         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
2000         remove_controlq_data(portdev);
2001
2002         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
2003                 virtqueue_disable_cb(port->in_vq);
2004                 virtqueue_disable_cb(port->out_vq);
2005                 /*
2006                  * We'll ask the host later if the new invocation has
2007                  * the port opened or closed.
2008                  */
2009                 port->host_connected = false;
2010                 remove_port_data(port);
2011         }
2012         remove_vqs(portdev);
2013
2014         return 0;
2015 }
2016
2017 static int virtcons_restore(struct virtio_device *vdev)
2018 {
2019         struct ports_device *portdev;
2020         struct port *port;
2021         int ret;
2022
2023         portdev = vdev->priv;
2024
2025         ret = init_vqs(portdev);
2026         if (ret)
2027                 return ret;
2028
2029         if (use_multiport(portdev))
2030                 fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
2031
2032         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
2033                 port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
2034                 port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
2035
2036                 fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
2037
2038                 /* Get port open/close status on the host */
2039                 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
2040
2041                 /*
2042                  * If a port was open at the time of suspending, we
2043                  * have to let the host know that it's still open.
2044                  */
2045                 if (port->guest_connected)
2046                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
2047         }
2048         return 0;
2049 }
2050 #endif
2051
2052 static struct virtio_driver virtio_console = {
2053         .feature_table = features,
2054         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
2055         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
2056         .driver.owner = THIS_MODULE,
2057         .id_table =     id_table,
2058         .probe =        virtcons_probe,
2059         .remove =       virtcons_remove,
2060         .config_changed = config_intr,
2061 #ifdef CONFIG_PM
2062         .freeze =       virtcons_freeze,
2063         .restore =      virtcons_restore,
2064 #endif
2065 };
2066
2067 static int __init init(void)
2068 {
2069         int err;
2070
2071         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
2072         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
2073                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
2074                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
2075                 return err;
2076         }
2077
2078         pdrvdata.debugfs_dir = debugfs_create_dir("virtio-ports", NULL);
2079         if (!pdrvdata.debugfs_dir) {
2080                 pr_warning("Error %ld creating debugfs dir for virtio-ports\n",
2081                            PTR_ERR(pdrvdata.debugfs_dir));
2082         }
2083         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
2084         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.portdevs);
2085
2086         return register_virtio_driver(&virtio_console);
2087 }
2088
2089 static void __exit fini(void)
2090 {
2091         unregister_virtio_driver(&virtio_console);
2092
2093         class_destroy(pdrvdata.class);
2094         if (pdrvdata.debugfs_dir)
2095                 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
2096 }
2097 module_init(init);
2098 module_exit(fini);
2099
2100 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
2101 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
2102 MODULE_LICENSE("GPL");