730816cdeb45c46fb0517ceccec72ecb5993aaa0
[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 len = 0;
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                 sgl->n++;
811                 sgl->len += len;
812         }
813
814         return len;
815 }
816
817 /* Faster zero-copy write by splicing */
818 static ssize_t port_fops_splice_write(struct pipe_inode_info *pipe,
819                                       struct file *filp, loff_t *ppos,
820                                       size_t len, unsigned int flags)
821 {
822         struct port *port = filp->private_data;
823         struct sg_list sgl;
824         ssize_t ret;
825         struct splice_desc sd = {
826                 .total_len = len,
827                 .flags = flags,
828                 .pos = *ppos,
829                 .u.data = &sgl,
830         };
831
832         sgl.n = 0;
833         sgl.len = 0;
834         sgl.sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist) * MAX_SPLICE_PAGES,
835                          GFP_KERNEL);
836         if (unlikely(!sgl.sg))
837                 return -ENOMEM;
838
839         sg_init_table(sgl.sg, MAX_SPLICE_PAGES);
840         ret = __splice_from_pipe(pipe, &sd, pipe_to_sg);
841         if (likely(ret > 0))
842                 ret = send_pages(port, sgl.sg, sgl.n, sgl.len, true);
843
844         return ret;
845 }
846
847 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
848 {
849         struct port *port;
850         unsigned int ret;
851
852         port = filp->private_data;
853         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
854
855         if (!port->guest_connected) {
856                 /* Port got unplugged */
857                 return POLLHUP;
858         }
859         ret = 0;
860         if (!will_read_block(port))
861                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
862         if (!will_write_block(port))
863                 ret |= POLLOUT;
864         if (!port->host_connected)
865                 ret |= POLLHUP;
866
867         return ret;
868 }
869
870 static void remove_port(struct kref *kref);
871
872 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
873 {
874         struct port *port;
875
876         port = filp->private_data;
877
878         /* Notify host of port being closed */
879         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
880
881         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
882         port->guest_connected = false;
883
884         discard_port_data(port);
885
886         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
887
888         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
889         reclaim_consumed_buffers(port);
890         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
891
892         /*
893          * Locks aren't necessary here as a port can't be opened after
894          * unplug, and if a port isn't unplugged, a kref would already
895          * exist for the port.  Plus, taking ports_lock here would
896          * create a dependency on other locks taken by functions
897          * inside remove_port if we're the last holder of the port,
898          * creating many problems.
899          */
900         kref_put(&port->kref, remove_port);
901
902         return 0;
903 }
904
905 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
906 {
907         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
908         struct port *port;
909         int ret;
910
911         port = find_port_by_devt(cdev->dev);
912         filp->private_data = port;
913
914         /* Prevent against a port getting hot-unplugged at the same time */
915         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
916         kref_get(&port->kref);
917         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
918
919         /*
920          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
921          * via /dev/hvc
922          */
923         if (is_console_port(port)) {
924                 ret = -ENXIO;
925                 goto out;
926         }
927
928         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
929         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
930         if (port->guest_connected) {
931                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
932                 ret = -EMFILE;
933                 goto out;
934         }
935
936         port->guest_connected = true;
937         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
938
939         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
940         /*
941          * There might be a chance that we missed reclaiming a few
942          * buffers in the window of the port getting previously closed
943          * and opening now.
944          */
945         reclaim_consumed_buffers(port);
946         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
947
948         nonseekable_open(inode, filp);
949
950         /* Notify host of port being opened */
951         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
952
953         return 0;
954 out:
955         kref_put(&port->kref, remove_port);
956         return ret;
957 }
958
959 static int port_fops_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
960 {
961         struct port *port;
962
963         port = filp->private_data;
964         return fasync_helper(fd, filp, mode, &port->async_queue);
965 }
966
967 /*
968  * The file operations that we support: programs in the guest can open
969  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
970  * close it.  The devices are at
971  *   /dev/vport<device number>p<port number>
972  */
973 static const struct file_operations port_fops = {
974         .owner = THIS_MODULE,
975         .open  = port_fops_open,
976         .read  = port_fops_read,
977         .write = port_fops_write,
978         .splice_write = port_fops_splice_write,
979         .poll  = port_fops_poll,
980         .release = port_fops_release,
981         .fasync = port_fops_fasync,
982         .llseek = no_llseek,
983 };
984
985 /*
986  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
987  *
988  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
989  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
990  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
991  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
992  */
993 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
994 {
995         struct port *port;
996
997         if (unlikely(early_put_chars))
998                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
999
1000         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1001         if (!port)
1002                 return -EPIPE;
1003
1004         return send_buf(port, (void *)buf, count, false);
1005 }
1006
1007 /*
1008  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
1009  * when an interrupt is received.
1010  *
1011  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
1012  * buffers that are queued up.
1013  */
1014 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
1015 {
1016         struct port *port;
1017
1018         /* If we've not set up the port yet, we have no input to give. */
1019         if (unlikely(early_put_chars))
1020                 return 0;
1021
1022         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1023         if (!port)
1024                 return -EPIPE;
1025
1026         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
1027         BUG_ON(!port->in_vq);
1028
1029         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
1030 }
1031
1032 static void resize_console(struct port *port)
1033 {
1034         struct virtio_device *vdev;
1035
1036         /* The port could have been hot-unplugged */
1037         if (!port || !is_console_port(port))
1038                 return;
1039
1040         vdev = port->portdev->vdev;
1041         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE))
1042                 hvc_resize(port->cons.hvc, port->cons.ws);
1043 }
1044
1045 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
1046 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1047 {
1048         struct port *port;
1049
1050         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
1051         if (!port)
1052                 return -EINVAL;
1053
1054         hp->irq_requested = 1;
1055         resize_console(port);
1056
1057         return 0;
1058 }
1059
1060 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1061 {
1062         hp->irq_requested = 0;
1063 }
1064
1065 /* The operations for console ports. */
1066 static const struct hv_ops hv_ops = {
1067         .get_chars = get_chars,
1068         .put_chars = put_chars,
1069         .notifier_add = notifier_add_vio,
1070         .notifier_del = notifier_del_vio,
1071         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
1072 };
1073
1074 /*
1075  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
1076  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
1077  * initialization of the net and block drivers.
1078  *
1079  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
1080  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
1081  * thing.
1082  */
1083 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
1084 {
1085         early_put_chars = put_chars;
1086         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
1087 }
1088
1089 int init_port_console(struct port *port)
1090 {
1091         int ret;
1092
1093         /*
1094          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
1095          * up with an hvc console.
1096          *
1097          * To set up and manage our virtual console, we call
1098          * hvc_alloc().
1099          *
1100          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
1101          * number.  The second argument is the parameter for the
1102          * notification mechanism (like irq number).  We currently
1103          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
1104          *
1105          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
1106          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
1107          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
1108          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
1109          */
1110         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
1111
1112         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
1113         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
1114                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
1115                 dev_err(port->dev,
1116                         "error %d allocating hvc for port\n", ret);
1117                 port->cons.hvc = NULL;
1118                 return ret;
1119         }
1120         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1121         pdrvdata.next_vtermno++;
1122         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
1123         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1124         port->guest_connected = true;
1125
1126         /*
1127          * Start using the new console output if this is the first
1128          * console to come up.
1129          */
1130         if (early_put_chars)
1131                 early_put_chars = NULL;
1132
1133         /* Notify host of port being opened */
1134         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
1135
1136         return 0;
1137 }
1138
1139 static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
1140                               struct device_attribute *attr, char *buffer)
1141 {
1142         struct port *port;
1143
1144         port = dev_get_drvdata(dev);
1145
1146         return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
1147 }
1148
1149 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);
1150
1151 static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
1152         &dev_attr_name.attr,
1153         NULL
1154 };
1155
1156 static struct attribute_group port_attribute_group = {
1157         .name = NULL,           /* put in device directory */
1158         .attrs = port_sysfs_entries,
1159 };
1160
1161 static ssize_t debugfs_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
1162                             size_t count, loff_t *offp)
1163 {
1164         struct port *port;
1165         char *buf;
1166         ssize_t ret, out_offset, out_count;
1167
1168         out_count = 1024;
1169         buf = kmalloc(out_count, GFP_KERNEL);
1170         if (!buf)
1171                 return -ENOMEM;
1172
1173         port = filp->private_data;
1174         out_offset = 0;
1175         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count,
1176                                "name: %s\n", port->name ? port->name : "");
1177         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1178                                "guest_connected: %d\n", port->guest_connected);
1179         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1180                                "host_connected: %d\n", port->host_connected);
1181         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1182                                "outvq_full: %d\n", port->outvq_full);
1183         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1184                                "bytes_sent: %lu\n", port->stats.bytes_sent);
1185         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1186                                "bytes_received: %lu\n",
1187                                port->stats.bytes_received);
1188         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1189                                "bytes_discarded: %lu\n",
1190                                port->stats.bytes_discarded);
1191         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1192                                "is_console: %s\n",
1193                                is_console_port(port) ? "yes" : "no");
1194         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1195                                "console_vtermno: %u\n", port->cons.vtermno);
1196
1197         ret = simple_read_from_buffer(ubuf, count, offp, buf, out_offset);
1198         kfree(buf);
1199         return ret;
1200 }
1201
1202 static const struct file_operations port_debugfs_ops = {
1203         .owner = THIS_MODULE,
1204         .open  = simple_open,
1205         .read  = debugfs_read,
1206 };
1207
1208 static void set_console_size(struct port *port, u16 rows, u16 cols)
1209 {
1210         if (!port || !is_console_port(port))
1211                 return;
1212
1213         port->cons.ws.ws_row = rows;
1214         port->cons.ws.ws_col = cols;
1215 }
1216
1217 static unsigned int fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
1218 {
1219         struct port_buffer *buf;
1220         unsigned int nr_added_bufs;
1221         int ret;
1222
1223         nr_added_bufs = 0;
1224         do {
1225                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1226                 if (!buf)
1227                         break;
1228
1229                 spin_lock_irq(lock);
1230                 ret = add_inbuf(vq, buf);
1231                 if (ret < 0) {
1232                         spin_unlock_irq(lock);
1233                         free_buf(buf);
1234                         break;
1235                 }
1236                 nr_added_bufs++;
1237                 spin_unlock_irq(lock);
1238         } while (ret > 0);
1239
1240         return nr_added_bufs;
1241 }
1242
1243 static void send_sigio_to_port(struct port *port)
1244 {
1245         if (port->async_queue && port->guest_connected)
1246                 kill_fasync(&port->async_queue, SIGIO, POLL_OUT);
1247 }
1248
1249 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
1250 {
1251         char debugfs_name[16];
1252         struct port *port;
1253         struct port_buffer *buf;
1254         dev_t devt;
1255         unsigned int nr_added_bufs;
1256         int err;
1257
1258         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
1259         if (!port) {
1260                 err = -ENOMEM;
1261                 goto fail;
1262         }
1263         kref_init(&port->kref);
1264
1265         port->portdev = portdev;
1266         port->id = id;
1267
1268         port->name = NULL;
1269         port->inbuf = NULL;
1270         port->cons.hvc = NULL;
1271         port->async_queue = NULL;
1272
1273         port->cons.ws.ws_row = port->cons.ws.ws_col = 0;
1274
1275         port->host_connected = port->guest_connected = false;
1276         port->stats = (struct port_stats) { 0 };
1277
1278         port->outvq_full = false;
1279
1280         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
1281         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
1282
1283         port->cdev = cdev_alloc();
1284         if (!port->cdev) {
1285                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev, "Error allocating cdev\n");
1286                 err = -ENOMEM;
1287                 goto free_port;
1288         }
1289         port->cdev->ops = &port_fops;
1290
1291         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
1292         err = cdev_add(port->cdev, devt, 1);
1293         if (err < 0) {
1294                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1295                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
1296                 goto free_cdev;
1297         }
1298         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
1299                                   devt, port, "vport%up%u",
1300                                   port->portdev->drv_index, id);
1301         if (IS_ERR(port->dev)) {
1302                 err = PTR_ERR(port->dev);
1303                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1304                         "Error %d creating device for port %u\n",
1305                         err, id);
1306                 goto free_cdev;
1307         }
1308
1309         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
1310         spin_lock_init(&port->outvq_lock);
1311         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
1312
1313         /* Fill the in_vq with buffers so the host can send us data. */
1314         nr_added_bufs = fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
1315         if (!nr_added_bufs) {
1316                 dev_err(port->dev, "Error allocating inbufs\n");
1317                 err = -ENOMEM;
1318                 goto free_device;
1319         }
1320
1321         /*
1322          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
1323          */
1324         if (!use_multiport(port->portdev)) {
1325                 err = init_port_console(port);
1326                 if (err)
1327                         goto free_inbufs;
1328         }
1329
1330         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
1331         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
1332         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
1333
1334         /*
1335          * Tell the Host we're set so that it can send us various
1336          * configuration parameters for this port (eg, port name,
1337          * caching, whether this is a console port, etc.)
1338          */
1339         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1340
1341         if (pdrvdata.debugfs_dir) {
1342                 /*
1343                  * Finally, create the debugfs file that we can use to
1344                  * inspect a port's state at any time
1345                  */
1346                 sprintf(debugfs_name, "vport%up%u",
1347                         port->portdev->drv_index, id);
1348                 port->debugfs_file = debugfs_create_file(debugfs_name, 0444,
1349                                                          pdrvdata.debugfs_dir,
1350                                                          port,
1351                                                          &port_debugfs_ops);
1352         }
1353         return 0;
1354
1355 free_inbufs:
1356         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1357                 free_buf(buf);
1358 free_device:
1359         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1360 free_cdev:
1361         cdev_del(port->cdev);
1362 free_port:
1363         kfree(port);
1364 fail:
1365         /* The host might want to notify management sw about port add failure */
1366         __send_control_msg(portdev, id, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 0);
1367         return err;
1368 }
1369
1370 /* No users remain, remove all port-specific data. */
1371 static void remove_port(struct kref *kref)
1372 {
1373         struct port *port;
1374
1375         port = container_of(kref, struct port, kref);
1376
1377         sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
1378         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1379         cdev_del(port->cdev);
1380
1381         kfree(port->name);
1382
1383         debugfs_remove(port->debugfs_file);
1384
1385         kfree(port);
1386 }
1387
1388 static void remove_port_data(struct port *port)
1389 {
1390         struct port_buffer *buf;
1391
1392         /* Remove unused data this port might have received. */
1393         discard_port_data(port);
1394
1395         reclaim_consumed_buffers(port);
1396
1397         /* Remove buffers we queued up for the Host to send us data in. */
1398         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1399                 free_buf(buf);
1400 }
1401
1402 /*
1403  * Port got unplugged.  Remove port from portdev's list and drop the
1404  * kref reference.  If no userspace has this port opened, it will
1405  * result in immediate removal the port.
1406  */
1407 static void unplug_port(struct port *port)
1408 {
1409         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1410         list_del(&port->list);
1411         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1412
1413         if (port->guest_connected) {
1414                 port->guest_connected = false;
1415                 port->host_connected = false;
1416                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1417
1418                 /* Let the app know the port is going down. */
1419                 send_sigio_to_port(port);
1420         }
1421
1422         if (is_console_port(port)) {
1423                 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1424                 list_del(&port->cons.list);
1425                 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1426                 hvc_remove(port->cons.hvc);
1427         }
1428
1429         remove_port_data(port);
1430
1431         /*
1432          * We should just assume the device itself has gone off --
1433          * else a close on an open port later will try to send out a
1434          * control message.
1435          */
1436         port->portdev = NULL;
1437
1438         /*
1439          * Locks around here are not necessary - a port can't be
1440          * opened after we removed the port struct from ports_list
1441          * above.
1442          */
1443         kref_put(&port->kref, remove_port);
1444 }
1445
1446 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
1447 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
1448                                    struct port_buffer *buf)
1449 {
1450         struct virtio_console_control *cpkt;
1451         struct port *port;
1452         size_t name_size;
1453         int err;
1454
1455         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
1456
1457         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
1458         if (!port && cpkt->event != VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD) {
1459                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
1460                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1461                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
1462                 return;
1463         }
1464
1465         switch (cpkt->event) {
1466         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD:
1467                 if (port) {
1468                         dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1469                                 "Port %u already added\n", port->id);
1470                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1471                         break;
1472                 }
1473                 if (cpkt->id >= portdev->config.max_nr_ports) {
1474                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1475                                 "Request for adding port with out-of-bound id %u, max. supported id: %u\n",
1476                                 cpkt->id, portdev->config.max_nr_ports - 1);
1477                         break;
1478                 }
1479                 add_port(portdev, cpkt->id);
1480                 break;
1481         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
1482                 unplug_port(port);
1483                 break;
1484         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
1485                 if (!cpkt->value)
1486                         break;
1487                 if (is_console_port(port))
1488                         break;
1489
1490                 init_port_console(port);
1491                 complete(&early_console_added);
1492                 /*
1493                  * Could remove the port here in case init fails - but
1494                  * have to notify the host first.
1495                  */
1496                 break;
1497         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE: {
1498                 struct {
1499                         __u16 rows;
1500                         __u16 cols;
1501                 } size;
1502
1503                 if (!is_console_port(port))
1504                         break;
1505
1506                 memcpy(&size, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1507                        sizeof(size));
1508                 set_console_size(port, size.rows, size.cols);
1509
1510                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
1511                 resize_console(port);
1512                 break;
1513         }
1514         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
1515                 port->host_connected = cpkt->value;
1516                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1517                 /*
1518                  * If the host port got closed and the host had any
1519                  * unconsumed buffers, we'll be able to reclaim them
1520                  * now.
1521                  */
1522                 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
1523                 reclaim_consumed_buffers(port);
1524                 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
1525
1526                 /*
1527                  * If the guest is connected, it'll be interested in
1528                  * knowing the host connection state changed.
1529                  */
1530                 send_sigio_to_port(port);
1531                 break;
1532         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
1533                 /*
1534                  * If we woke up after hibernation, we can get this
1535                  * again.  Skip it in that case.
1536                  */
1537                 if (port->name)
1538                         break;
1539
1540                 /*
1541                  * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
1542                  * of the name that was sent
1543                  */
1544                 name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;
1545
1546                 port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
1547                 if (!port->name) {
1548                         dev_err(port->dev,
1549                                 "Not enough space to store port name\n");
1550                         break;
1551                 }
1552                 strncpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1553                         name_size - 1);
1554                 port->name[name_size - 1] = 0;
1555
1556                 /*
1557                  * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
1558                  * create it only if we have a name for the port.
1559                  */
1560                 err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
1561                                          &port_attribute_group);
1562                 if (err) {
1563                         dev_err(port->dev,
1564                                 "Error %d creating sysfs device attributes\n",
1565                                 err);
1566                 } else {
1567                         /*
1568                          * Generate a udev event so that appropriate
1569                          * symlinks can be created based on udev
1570                          * rules.
1571                          */
1572                         kobject_uevent(&port->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);
1573                 }
1574                 break;
1575         }
1576 }
1577
1578 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
1579 {
1580         struct ports_device *portdev;
1581         struct virtqueue *vq;
1582         struct port_buffer *buf;
1583         unsigned int len;
1584
1585         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
1586         vq = portdev->c_ivq;
1587
1588         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1589         while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
1590                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1591
1592                 buf->len = len;
1593                 buf->offset = 0;
1594
1595                 handle_control_message(portdev, buf);
1596
1597                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1598                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
1599                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1600                                  "Error adding buffer to queue\n");
1601                         free_buf(buf);
1602                 }
1603         }
1604         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1605 }
1606
1607 static void out_intr(struct virtqueue *vq)
1608 {
1609         struct port *port;
1610
1611         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1612         if (!port)
1613                 return;
1614
1615         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1616 }
1617
1618 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
1619 {
1620         struct port *port;
1621         unsigned long flags;
1622
1623         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1624         if (!port)
1625                 return;
1626
1627         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
1628         port->inbuf = get_inbuf(port);
1629
1630         /*
1631          * Don't queue up data when port is closed.  This condition
1632          * can be reached when a console port is not yet connected (no
1633          * tty is spawned) and the host sends out data to console
1634          * ports.  For generic serial ports, the host won't
1635          * (shouldn't) send data till the guest is connected.
1636          */
1637         if (!port->guest_connected)
1638                 discard_port_data(port);
1639
1640         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
1641
1642         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1643
1644         /* Send a SIGIO indicating new data in case the process asked for it */
1645         send_sigio_to_port(port);
1646
1647         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
1648                 hvc_kick();
1649 }
1650
1651 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
1652 {
1653         struct ports_device *portdev;
1654
1655         portdev = vq->vdev->priv;
1656         schedule_work(&portdev->control_work);
1657 }
1658
1659 static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
1660 {
1661         struct ports_device *portdev;
1662
1663         portdev = vdev->priv;
1664
1665         if (!use_multiport(portdev)) {
1666                 struct port *port;
1667                 u16 rows, cols;
1668
1669                 vdev->config->get(vdev,
1670                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
1671                                   &cols, sizeof(u16));
1672                 vdev->config->get(vdev,
1673                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
1674                                   &rows, sizeof(u16));
1675
1676                 port = find_port_by_id(portdev, 0);
1677                 set_console_size(port, rows, cols);
1678
1679                 /*
1680                  * We'll use this way of resizing only for legacy
1681                  * support.  For newer userspace
1682                  * (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use control messages
1683                  * to indicate console size changes so that it can be
1684                  * done per-port.
1685                  */
1686                 resize_console(port);
1687         }
1688 }
1689
1690 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
1691 {
1692         vq_callback_t **io_callbacks;
1693         char **io_names;
1694         struct virtqueue **vqs;
1695         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
1696         int err;
1697
1698         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1699         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
1700
1701         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
1702         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
1703         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
1704         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1705                                   GFP_KERNEL);
1706         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1707                                    GFP_KERNEL);
1708         if (!vqs || !io_callbacks || !io_names || !portdev->in_vqs ||
1709             !portdev->out_vqs) {
1710                 err = -ENOMEM;
1711                 goto free;
1712         }
1713
1714         /*
1715          * For backward compat (newer host but older guest), the host
1716          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
1717          * 0 before others.
1718          */
1719         j = 0;
1720         io_callbacks[j] = in_intr;
1721         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1722         io_names[j] = "input";
1723         io_names[j + 1] = "output";
1724         j += 2;
1725
1726         if (use_multiport(portdev)) {
1727                 io_callbacks[j] = control_intr;
1728                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1729                 io_names[j] = "control-i";
1730                 io_names[j + 1] = "control-o";
1731
1732                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1733                         j += 2;
1734                         io_callbacks[j] = in_intr;
1735                         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1736                         io_names[j] = "input";
1737                         io_names[j + 1] = "output";
1738                 }
1739         }
1740         /* Find the queues. */
1741         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1742                                               io_callbacks,
1743                                               (const char **)io_names);
1744         if (err)
1745                 goto free;
1746
1747         j = 0;
1748         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1749         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1750         j += 2;
1751         if (use_multiport(portdev)) {
1752                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1753                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1754
1755                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1756                         j += 2;
1757                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1758                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1759                 }
1760         }
1761         kfree(io_names);
1762         kfree(io_callbacks);
1763         kfree(vqs);
1764
1765         return 0;
1766
1767 free:
1768         kfree(portdev->out_vqs);
1769         kfree(portdev->in_vqs);
1770         kfree(io_names);
1771         kfree(io_callbacks);
1772         kfree(vqs);
1773
1774         return err;
1775 }
1776
1777 static const struct file_operations portdev_fops = {
1778         .owner = THIS_MODULE,
1779 };
1780
1781 static void remove_vqs(struct ports_device *portdev)
1782 {
1783         portdev->vdev->config->del_vqs(portdev->vdev);
1784         kfree(portdev->in_vqs);
1785         kfree(portdev->out_vqs);
1786 }
1787
1788 static void remove_controlq_data(struct ports_device *portdev)
1789 {
1790         struct port_buffer *buf;
1791         unsigned int len;
1792
1793         if (!use_multiport(portdev))
1794                 return;
1795
1796         while ((buf = virtqueue_get_buf(portdev->c_ivq, &len)))
1797                 free_buf(buf);
1798
1799         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(portdev->c_ivq)))
1800                 free_buf(buf);
1801 }
1802
1803 /*
1804  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1805  * device.
1806  *
1807  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1808  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1809  * initialize each port found.
1810  */
1811 static int __devinit virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1812 {
1813         struct ports_device *portdev;
1814         int err;
1815         bool multiport;
1816         bool early = early_put_chars != NULL;
1817
1818         /* Ensure to read early_put_chars now */
1819         barrier();
1820
1821         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1822         if (!portdev) {
1823                 err = -ENOMEM;
1824                 goto fail;
1825         }
1826
1827         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1828         portdev->vdev = vdev;
1829         vdev->priv = portdev;
1830
1831         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1832         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1833         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1834
1835         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1836                                              &portdev_fops);
1837         if (portdev->chr_major < 0) {
1838                 dev_err(&vdev->dev,
1839                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1840                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1841                 err = portdev->chr_major;
1842                 goto free;
1843         }
1844
1845         multiport = false;
1846         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1847         if (virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1848                               offsetof(struct virtio_console_config,
1849                                        max_nr_ports),
1850                               &portdev->config.max_nr_ports) == 0)
1851                 multiport = true;
1852
1853         err = init_vqs(portdev);
1854         if (err < 0) {
1855                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1856                 goto free_chrdev;
1857         }
1858
1859         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1860         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1861
1862         if (multiport) {
1863                 unsigned int nr_added_bufs;
1864
1865                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1866                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1867
1868                 nr_added_bufs = fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1869                 if (!nr_added_bufs) {
1870                         dev_err(&vdev->dev,
1871                                 "Error allocating buffers for control queue\n");
1872                         err = -ENOMEM;
1873                         goto free_vqs;
1874                 }
1875         } else {
1876                 /*
1877                  * For backward compatibility: Create a console port
1878                  * if we're running on older host.
1879                  */
1880                 add_port(portdev, 0);
1881         }
1882
1883         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1884         list_add_tail(&portdev->list, &pdrvdata.portdevs);
1885         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1886
1887         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1888                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 1);
1889
1890         /*
1891          * If there was an early virtio console, assume that there are no
1892          * other consoles. We need to wait until the hvc_alloc matches the
1893          * hvc_instantiate, otherwise tty_open will complain, resulting in
1894          * a "Warning: unable to open an initial console" boot failure.
1895          * Without multiport this is done in add_port above. With multiport
1896          * this might take some host<->guest communication - thus we have to
1897          * wait.
1898          */
1899         if (multiport && early)
1900                 wait_for_completion(&early_console_added);
1901
1902         return 0;
1903
1904 free_vqs:
1905         /* The host might want to notify mgmt sw about device add failure */
1906         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1907                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 0);
1908         remove_vqs(portdev);
1909 free_chrdev:
1910         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1911 free:
1912         kfree(portdev);
1913 fail:
1914         return err;
1915 }
1916
1917 static void virtcons_remove(struct virtio_device *vdev)
1918 {
1919         struct ports_device *portdev;
1920         struct port *port, *port2;
1921
1922         portdev = vdev->priv;
1923
1924         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1925         list_del(&portdev->list);
1926         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1927
1928         /* Disable interrupts for vqs */
1929         vdev->config->reset(vdev);
1930         /* Finish up work that's lined up */
1931         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
1932
1933         list_for_each_entry_safe(port, port2, &portdev->ports, list)
1934                 unplug_port(port);
1935
1936         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1937
1938         /*
1939          * When yanking out a device, we immediately lose the
1940          * (device-side) queues.  So there's no point in keeping the
1941          * guest side around till we drop our final reference.  This
1942          * also means that any ports which are in an open state will
1943          * have to just stop using the port, as the vqs are going
1944          * away.
1945          */
1946         remove_controlq_data(portdev);
1947         remove_vqs(portdev);
1948         kfree(portdev);
1949 }
1950
1951 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1952         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1953         { 0 },
1954 };
1955
1956 static unsigned int features[] = {
1957         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1958         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1959 };
1960
1961 #ifdef CONFIG_PM
1962 static int virtcons_freeze(struct virtio_device *vdev)
1963 {
1964         struct ports_device *portdev;
1965         struct port *port;
1966
1967         portdev = vdev->priv;
1968
1969         vdev->config->reset(vdev);
1970
1971         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
1972         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
1973         /*
1974          * Once more: if control_work_handler() was running, it would
1975          * enable the cb as the last step.
1976          */
1977         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
1978         remove_controlq_data(portdev);
1979
1980         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
1981                 virtqueue_disable_cb(port->in_vq);
1982                 virtqueue_disable_cb(port->out_vq);
1983                 /*
1984                  * We'll ask the host later if the new invocation has
1985                  * the port opened or closed.
1986                  */
1987                 port->host_connected = false;
1988                 remove_port_data(port);
1989         }
1990         remove_vqs(portdev);
1991
1992         return 0;
1993 }
1994
1995 static int virtcons_restore(struct virtio_device *vdev)
1996 {
1997         struct ports_device *portdev;
1998         struct port *port;
1999         int ret;
2000
2001         portdev = vdev->priv;
2002
2003         ret = init_vqs(portdev);
2004         if (ret)
2005                 return ret;
2006
2007         if (use_multiport(portdev))
2008                 fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
2009
2010         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
2011                 port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
2012                 port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
2013
2014                 fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
2015
2016                 /* Get port open/close status on the host */
2017                 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
2018
2019                 /*
2020                  * If a port was open at the time of suspending, we
2021                  * have to let the host know that it's still open.
2022                  */
2023                 if (port->guest_connected)
2024                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
2025         }
2026         return 0;
2027 }
2028 #endif
2029
2030 static struct virtio_driver virtio_console = {
2031         .feature_table = features,
2032         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
2033         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
2034         .driver.owner = THIS_MODULE,
2035         .id_table =     id_table,
2036         .probe =        virtcons_probe,
2037         .remove =       virtcons_remove,
2038         .config_changed = config_intr,
2039 #ifdef CONFIG_PM
2040         .freeze =       virtcons_freeze,
2041         .restore =      virtcons_restore,
2042 #endif
2043 };
2044
2045 static int __init init(void)
2046 {
2047         int err;
2048
2049         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
2050         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
2051                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
2052                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
2053                 return err;
2054         }
2055
2056         pdrvdata.debugfs_dir = debugfs_create_dir("virtio-ports", NULL);
2057         if (!pdrvdata.debugfs_dir) {
2058                 pr_warning("Error %ld creating debugfs dir for virtio-ports\n",
2059                            PTR_ERR(pdrvdata.debugfs_dir));
2060         }
2061         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
2062         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.portdevs);
2063
2064         return register_virtio_driver(&virtio_console);
2065 }
2066
2067 static void __exit fini(void)
2068 {
2069         unregister_virtio_driver(&virtio_console);
2070
2071         class_destroy(pdrvdata.class);
2072         if (pdrvdata.debugfs_dir)
2073                 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
2074 }
2075 module_init(init);
2076 module_exit(fini);
2077
2078 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
2079 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
2080 MODULE_LICENSE("GPL");