]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/char/virtio_console.c
virtio/console: Wait until the port is ready on splice
[karo-tx-linux.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 int wait_port_writable(struct port *port, bool nonblock)
728 {
729         int ret;
730
731         if (will_write_block(port)) {
732                 if (nonblock)
733                         return -EAGAIN;
734
735                 ret = wait_event_freezable(port->waitqueue,
736                                            !will_write_block(port));
737                 if (ret < 0)
738                         return ret;
739         }
740         /* Port got hot-unplugged. */
741         if (!port->guest_connected)
742                 return -ENODEV;
743
744         return 0;
745 }
746
747 static ssize_t port_fops_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
748                                size_t count, loff_t *offp)
749 {
750         struct port *port;
751         char *buf;
752         ssize_t ret;
753         bool nonblock;
754
755         /* Userspace could be out to fool us */
756         if (!count)
757                 return 0;
758
759         port = filp->private_data;
760
761         nonblock = filp->f_flags & O_NONBLOCK;
762
763         ret = wait_port_writable(port, nonblock);
764         if (ret < 0)
765                 return ret;
766
767         count = min((size_t)(32 * 1024), count);
768
769         buf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
770         if (!buf)
771                 return -ENOMEM;
772
773         ret = copy_from_user(buf, ubuf, count);
774         if (ret) {
775                 ret = -EFAULT;
776                 goto free_buf;
777         }
778
779         /*
780          * We now ask send_buf() to not spin for generic ports -- we
781          * can re-use the same code path that non-blocking file
782          * descriptors take for blocking file descriptors since the
783          * wait is already done and we're certain the write will go
784          * through to the host.
785          */
786         nonblock = true;
787         ret = send_buf(port, buf, count, nonblock);
788
789         if (nonblock && ret > 0)
790                 goto out;
791
792 free_buf:
793         kfree(buf);
794 out:
795         return ret;
796 }
797
798 struct sg_list {
799         unsigned int n;
800         size_t len;
801         struct scatterlist *sg;
802 };
803
804 static int pipe_to_sg(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
805                         struct splice_desc *sd)
806 {
807         struct sg_list *sgl = sd->u.data;
808         unsigned int offset, len;
809
810         if (sgl->n == MAX_SPLICE_PAGES)
811                 return 0;
812
813         /* Try lock this page */
814         if (buf->ops->steal(pipe, buf) == 0) {
815                 /* Get reference and unlock page for moving */
816                 get_page(buf->page);
817                 unlock_page(buf->page);
818
819                 len = min(buf->len, sd->len);
820                 sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), buf->page, len, buf->offset);
821         } else {
822                 /* Failback to copying a page */
823                 struct page *page = alloc_page(GFP_KERNEL);
824                 char *src = buf->ops->map(pipe, buf, 1);
825                 char *dst;
826
827                 if (!page)
828                         return -ENOMEM;
829                 dst = kmap(page);
830
831                 offset = sd->pos & ~PAGE_MASK;
832
833                 len = sd->len;
834                 if (len + offset > PAGE_SIZE)
835                         len = PAGE_SIZE - offset;
836
837                 memcpy(dst + offset, src + buf->offset, len);
838
839                 kunmap(page);
840                 buf->ops->unmap(pipe, buf, src);
841
842                 sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), page, len, offset);
843         }
844         sgl->n++;
845         sgl->len += len;
846
847         return len;
848 }
849
850 /* Faster zero-copy write by splicing */
851 static ssize_t port_fops_splice_write(struct pipe_inode_info *pipe,
852                                       struct file *filp, loff_t *ppos,
853                                       size_t len, unsigned int flags)
854 {
855         struct port *port = filp->private_data;
856         struct sg_list sgl;
857         ssize_t ret;
858         struct splice_desc sd = {
859                 .total_len = len,
860                 .flags = flags,
861                 .pos = *ppos,
862                 .u.data = &sgl,
863         };
864
865         ret = wait_port_writable(port, filp->f_flags & O_NONBLOCK);
866         if (ret < 0)
867                 return ret;
868
869         sgl.n = 0;
870         sgl.len = 0;
871         sgl.sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist) * MAX_SPLICE_PAGES,
872                          GFP_KERNEL);
873         if (unlikely(!sgl.sg))
874                 return -ENOMEM;
875
876         sg_init_table(sgl.sg, MAX_SPLICE_PAGES);
877         ret = __splice_from_pipe(pipe, &sd, pipe_to_sg);
878         if (likely(ret > 0))
879                 ret = send_pages(port, sgl.sg, sgl.n, sgl.len, true);
880
881         return ret;
882 }
883
884 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
885 {
886         struct port *port;
887         unsigned int ret;
888
889         port = filp->private_data;
890         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
891
892         if (!port->guest_connected) {
893                 /* Port got unplugged */
894                 return POLLHUP;
895         }
896         ret = 0;
897         if (!will_read_block(port))
898                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
899         if (!will_write_block(port))
900                 ret |= POLLOUT;
901         if (!port->host_connected)
902                 ret |= POLLHUP;
903
904         return ret;
905 }
906
907 static void remove_port(struct kref *kref);
908
909 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
910 {
911         struct port *port;
912
913         port = filp->private_data;
914
915         /* Notify host of port being closed */
916         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
917
918         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
919         port->guest_connected = false;
920
921         discard_port_data(port);
922
923         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
924
925         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
926         reclaim_consumed_buffers(port);
927         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
928
929         /*
930          * Locks aren't necessary here as a port can't be opened after
931          * unplug, and if a port isn't unplugged, a kref would already
932          * exist for the port.  Plus, taking ports_lock here would
933          * create a dependency on other locks taken by functions
934          * inside remove_port if we're the last holder of the port,
935          * creating many problems.
936          */
937         kref_put(&port->kref, remove_port);
938
939         return 0;
940 }
941
942 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
943 {
944         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
945         struct port *port;
946         int ret;
947
948         port = find_port_by_devt(cdev->dev);
949         filp->private_data = port;
950
951         /* Prevent against a port getting hot-unplugged at the same time */
952         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
953         kref_get(&port->kref);
954         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
955
956         /*
957          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
958          * via /dev/hvc
959          */
960         if (is_console_port(port)) {
961                 ret = -ENXIO;
962                 goto out;
963         }
964
965         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
966         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
967         if (port->guest_connected) {
968                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
969                 ret = -EMFILE;
970                 goto out;
971         }
972
973         port->guest_connected = true;
974         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
975
976         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
977         /*
978          * There might be a chance that we missed reclaiming a few
979          * buffers in the window of the port getting previously closed
980          * and opening now.
981          */
982         reclaim_consumed_buffers(port);
983         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
984
985         nonseekable_open(inode, filp);
986
987         /* Notify host of port being opened */
988         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
989
990         return 0;
991 out:
992         kref_put(&port->kref, remove_port);
993         return ret;
994 }
995
996 static int port_fops_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
997 {
998         struct port *port;
999
1000         port = filp->private_data;
1001         return fasync_helper(fd, filp, mode, &port->async_queue);
1002 }
1003
1004 /*
1005  * The file operations that we support: programs in the guest can open
1006  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
1007  * close it.  The devices are at
1008  *   /dev/vport<device number>p<port number>
1009  */
1010 static const struct file_operations port_fops = {
1011         .owner = THIS_MODULE,
1012         .open  = port_fops_open,
1013         .read  = port_fops_read,
1014         .write = port_fops_write,
1015         .splice_write = port_fops_splice_write,
1016         .poll  = port_fops_poll,
1017         .release = port_fops_release,
1018         .fasync = port_fops_fasync,
1019         .llseek = no_llseek,
1020 };
1021
1022 /*
1023  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
1024  *
1025  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
1026  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
1027  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
1028  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
1029  */
1030 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
1031 {
1032         struct port *port;
1033
1034         if (unlikely(early_put_chars))
1035                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
1036
1037         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1038         if (!port)
1039                 return -EPIPE;
1040
1041         return send_buf(port, (void *)buf, count, false);
1042 }
1043
1044 /*
1045  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
1046  * when an interrupt is received.
1047  *
1048  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
1049  * buffers that are queued up.
1050  */
1051 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
1052 {
1053         struct port *port;
1054
1055         /* If we've not set up the port yet, we have no input to give. */
1056         if (unlikely(early_put_chars))
1057                 return 0;
1058
1059         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1060         if (!port)
1061                 return -EPIPE;
1062
1063         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
1064         BUG_ON(!port->in_vq);
1065
1066         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
1067 }
1068
1069 static void resize_console(struct port *port)
1070 {
1071         struct virtio_device *vdev;
1072
1073         /* The port could have been hot-unplugged */
1074         if (!port || !is_console_port(port))
1075                 return;
1076
1077         vdev = port->portdev->vdev;
1078         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE))
1079                 hvc_resize(port->cons.hvc, port->cons.ws);
1080 }
1081
1082 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
1083 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1084 {
1085         struct port *port;
1086
1087         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
1088         if (!port)
1089                 return -EINVAL;
1090
1091         hp->irq_requested = 1;
1092         resize_console(port);
1093
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1098 {
1099         hp->irq_requested = 0;
1100 }
1101
1102 /* The operations for console ports. */
1103 static const struct hv_ops hv_ops = {
1104         .get_chars = get_chars,
1105         .put_chars = put_chars,
1106         .notifier_add = notifier_add_vio,
1107         .notifier_del = notifier_del_vio,
1108         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
1109 };
1110
1111 /*
1112  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
1113  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
1114  * initialization of the net and block drivers.
1115  *
1116  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
1117  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
1118  * thing.
1119  */
1120 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
1121 {
1122         early_put_chars = put_chars;
1123         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
1124 }
1125
1126 int init_port_console(struct port *port)
1127 {
1128         int ret;
1129
1130         /*
1131          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
1132          * up with an hvc console.
1133          *
1134          * To set up and manage our virtual console, we call
1135          * hvc_alloc().
1136          *
1137          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
1138          * number.  The second argument is the parameter for the
1139          * notification mechanism (like irq number).  We currently
1140          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
1141          *
1142          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
1143          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
1144          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
1145          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
1146          */
1147         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
1148
1149         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
1150         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
1151                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
1152                 dev_err(port->dev,
1153                         "error %d allocating hvc for port\n", ret);
1154                 port->cons.hvc = NULL;
1155                 return ret;
1156         }
1157         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1158         pdrvdata.next_vtermno++;
1159         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
1160         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1161         port->guest_connected = true;
1162
1163         /*
1164          * Start using the new console output if this is the first
1165          * console to come up.
1166          */
1167         if (early_put_chars)
1168                 early_put_chars = NULL;
1169
1170         /* Notify host of port being opened */
1171         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
1172
1173         return 0;
1174 }
1175
1176 static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
1177                               struct device_attribute *attr, char *buffer)
1178 {
1179         struct port *port;
1180
1181         port = dev_get_drvdata(dev);
1182
1183         return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
1184 }
1185
1186 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);
1187
1188 static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
1189         &dev_attr_name.attr,
1190         NULL
1191 };
1192
1193 static struct attribute_group port_attribute_group = {
1194         .name = NULL,           /* put in device directory */
1195         .attrs = port_sysfs_entries,
1196 };
1197
1198 static ssize_t debugfs_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
1199                             size_t count, loff_t *offp)
1200 {
1201         struct port *port;
1202         char *buf;
1203         ssize_t ret, out_offset, out_count;
1204
1205         out_count = 1024;
1206         buf = kmalloc(out_count, GFP_KERNEL);
1207         if (!buf)
1208                 return -ENOMEM;
1209
1210         port = filp->private_data;
1211         out_offset = 0;
1212         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count,
1213                                "name: %s\n", port->name ? port->name : "");
1214         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1215                                "guest_connected: %d\n", port->guest_connected);
1216         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1217                                "host_connected: %d\n", port->host_connected);
1218         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1219                                "outvq_full: %d\n", port->outvq_full);
1220         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1221                                "bytes_sent: %lu\n", port->stats.bytes_sent);
1222         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1223                                "bytes_received: %lu\n",
1224                                port->stats.bytes_received);
1225         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1226                                "bytes_discarded: %lu\n",
1227                                port->stats.bytes_discarded);
1228         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1229                                "is_console: %s\n",
1230                                is_console_port(port) ? "yes" : "no");
1231         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1232                                "console_vtermno: %u\n", port->cons.vtermno);
1233
1234         ret = simple_read_from_buffer(ubuf, count, offp, buf, out_offset);
1235         kfree(buf);
1236         return ret;
1237 }
1238
1239 static const struct file_operations port_debugfs_ops = {
1240         .owner = THIS_MODULE,
1241         .open  = simple_open,
1242         .read  = debugfs_read,
1243 };
1244
1245 static void set_console_size(struct port *port, u16 rows, u16 cols)
1246 {
1247         if (!port || !is_console_port(port))
1248                 return;
1249
1250         port->cons.ws.ws_row = rows;
1251         port->cons.ws.ws_col = cols;
1252 }
1253
1254 static unsigned int fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
1255 {
1256         struct port_buffer *buf;
1257         unsigned int nr_added_bufs;
1258         int ret;
1259
1260         nr_added_bufs = 0;
1261         do {
1262                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1263                 if (!buf)
1264                         break;
1265
1266                 spin_lock_irq(lock);
1267                 ret = add_inbuf(vq, buf);
1268                 if (ret < 0) {
1269                         spin_unlock_irq(lock);
1270                         free_buf(buf);
1271                         break;
1272                 }
1273                 nr_added_bufs++;
1274                 spin_unlock_irq(lock);
1275         } while (ret > 0);
1276
1277         return nr_added_bufs;
1278 }
1279
1280 static void send_sigio_to_port(struct port *port)
1281 {
1282         if (port->async_queue && port->guest_connected)
1283                 kill_fasync(&port->async_queue, SIGIO, POLL_OUT);
1284 }
1285
1286 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
1287 {
1288         char debugfs_name[16];
1289         struct port *port;
1290         struct port_buffer *buf;
1291         dev_t devt;
1292         unsigned int nr_added_bufs;
1293         int err;
1294
1295         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
1296         if (!port) {
1297                 err = -ENOMEM;
1298                 goto fail;
1299         }
1300         kref_init(&port->kref);
1301
1302         port->portdev = portdev;
1303         port->id = id;
1304
1305         port->name = NULL;
1306         port->inbuf = NULL;
1307         port->cons.hvc = NULL;
1308         port->async_queue = NULL;
1309
1310         port->cons.ws.ws_row = port->cons.ws.ws_col = 0;
1311
1312         port->host_connected = port->guest_connected = false;
1313         port->stats = (struct port_stats) { 0 };
1314
1315         port->outvq_full = false;
1316
1317         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
1318         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
1319
1320         port->cdev = cdev_alloc();
1321         if (!port->cdev) {
1322                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev, "Error allocating cdev\n");
1323                 err = -ENOMEM;
1324                 goto free_port;
1325         }
1326         port->cdev->ops = &port_fops;
1327
1328         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
1329         err = cdev_add(port->cdev, devt, 1);
1330         if (err < 0) {
1331                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1332                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
1333                 goto free_cdev;
1334         }
1335         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
1336                                   devt, port, "vport%up%u",
1337                                   port->portdev->drv_index, id);
1338         if (IS_ERR(port->dev)) {
1339                 err = PTR_ERR(port->dev);
1340                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1341                         "Error %d creating device for port %u\n",
1342                         err, id);
1343                 goto free_cdev;
1344         }
1345
1346         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
1347         spin_lock_init(&port->outvq_lock);
1348         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
1349
1350         /* Fill the in_vq with buffers so the host can send us data. */
1351         nr_added_bufs = fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
1352         if (!nr_added_bufs) {
1353                 dev_err(port->dev, "Error allocating inbufs\n");
1354                 err = -ENOMEM;
1355                 goto free_device;
1356         }
1357
1358         /*
1359          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
1360          */
1361         if (!use_multiport(port->portdev)) {
1362                 err = init_port_console(port);
1363                 if (err)
1364                         goto free_inbufs;
1365         }
1366
1367         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
1368         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
1369         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
1370
1371         /*
1372          * Tell the Host we're set so that it can send us various
1373          * configuration parameters for this port (eg, port name,
1374          * caching, whether this is a console port, etc.)
1375          */
1376         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1377
1378         if (pdrvdata.debugfs_dir) {
1379                 /*
1380                  * Finally, create the debugfs file that we can use to
1381                  * inspect a port's state at any time
1382                  */
1383                 sprintf(debugfs_name, "vport%up%u",
1384                         port->portdev->drv_index, id);
1385                 port->debugfs_file = debugfs_create_file(debugfs_name, 0444,
1386                                                          pdrvdata.debugfs_dir,
1387                                                          port,
1388                                                          &port_debugfs_ops);
1389         }
1390         return 0;
1391
1392 free_inbufs:
1393         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1394                 free_buf(buf);
1395 free_device:
1396         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1397 free_cdev:
1398         cdev_del(port->cdev);
1399 free_port:
1400         kfree(port);
1401 fail:
1402         /* The host might want to notify management sw about port add failure */
1403         __send_control_msg(portdev, id, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 0);
1404         return err;
1405 }
1406
1407 /* No users remain, remove all port-specific data. */
1408 static void remove_port(struct kref *kref)
1409 {
1410         struct port *port;
1411
1412         port = container_of(kref, struct port, kref);
1413
1414         sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
1415         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1416         cdev_del(port->cdev);
1417
1418         kfree(port->name);
1419
1420         debugfs_remove(port->debugfs_file);
1421
1422         kfree(port);
1423 }
1424
1425 static void remove_port_data(struct port *port)
1426 {
1427         struct port_buffer *buf;
1428
1429         /* Remove unused data this port might have received. */
1430         discard_port_data(port);
1431
1432         reclaim_consumed_buffers(port);
1433
1434         /* Remove buffers we queued up for the Host to send us data in. */
1435         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1436                 free_buf(buf);
1437 }
1438
1439 /*
1440  * Port got unplugged.  Remove port from portdev's list and drop the
1441  * kref reference.  If no userspace has this port opened, it will
1442  * result in immediate removal the port.
1443  */
1444 static void unplug_port(struct port *port)
1445 {
1446         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1447         list_del(&port->list);
1448         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1449
1450         if (port->guest_connected) {
1451                 port->guest_connected = false;
1452                 port->host_connected = false;
1453                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1454
1455                 /* Let the app know the port is going down. */
1456                 send_sigio_to_port(port);
1457         }
1458
1459         if (is_console_port(port)) {
1460                 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1461                 list_del(&port->cons.list);
1462                 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1463                 hvc_remove(port->cons.hvc);
1464         }
1465
1466         remove_port_data(port);
1467
1468         /*
1469          * We should just assume the device itself has gone off --
1470          * else a close on an open port later will try to send out a
1471          * control message.
1472          */
1473         port->portdev = NULL;
1474
1475         /*
1476          * Locks around here are not necessary - a port can't be
1477          * opened after we removed the port struct from ports_list
1478          * above.
1479          */
1480         kref_put(&port->kref, remove_port);
1481 }
1482
1483 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
1484 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
1485                                    struct port_buffer *buf)
1486 {
1487         struct virtio_console_control *cpkt;
1488         struct port *port;
1489         size_t name_size;
1490         int err;
1491
1492         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
1493
1494         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
1495         if (!port && cpkt->event != VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD) {
1496                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
1497                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1498                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
1499                 return;
1500         }
1501
1502         switch (cpkt->event) {
1503         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD:
1504                 if (port) {
1505                         dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1506                                 "Port %u already added\n", port->id);
1507                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1508                         break;
1509                 }
1510                 if (cpkt->id >= portdev->config.max_nr_ports) {
1511                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1512                                 "Request for adding port with out-of-bound id %u, max. supported id: %u\n",
1513                                 cpkt->id, portdev->config.max_nr_ports - 1);
1514                         break;
1515                 }
1516                 add_port(portdev, cpkt->id);
1517                 break;
1518         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
1519                 unplug_port(port);
1520                 break;
1521         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
1522                 if (!cpkt->value)
1523                         break;
1524                 if (is_console_port(port))
1525                         break;
1526
1527                 init_port_console(port);
1528                 complete(&early_console_added);
1529                 /*
1530                  * Could remove the port here in case init fails - but
1531                  * have to notify the host first.
1532                  */
1533                 break;
1534         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE: {
1535                 struct {
1536                         __u16 rows;
1537                         __u16 cols;
1538                 } size;
1539
1540                 if (!is_console_port(port))
1541                         break;
1542
1543                 memcpy(&size, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1544                        sizeof(size));
1545                 set_console_size(port, size.rows, size.cols);
1546
1547                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
1548                 resize_console(port);
1549                 break;
1550         }
1551         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
1552                 port->host_connected = cpkt->value;
1553                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1554                 /*
1555                  * If the host port got closed and the host had any
1556                  * unconsumed buffers, we'll be able to reclaim them
1557                  * now.
1558                  */
1559                 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
1560                 reclaim_consumed_buffers(port);
1561                 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
1562
1563                 /*
1564                  * If the guest is connected, it'll be interested in
1565                  * knowing the host connection state changed.
1566                  */
1567                 send_sigio_to_port(port);
1568                 break;
1569         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
1570                 /*
1571                  * If we woke up after hibernation, we can get this
1572                  * again.  Skip it in that case.
1573                  */
1574                 if (port->name)
1575                         break;
1576
1577                 /*
1578                  * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
1579                  * of the name that was sent
1580                  */
1581                 name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;
1582
1583                 port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
1584                 if (!port->name) {
1585                         dev_err(port->dev,
1586                                 "Not enough space to store port name\n");
1587                         break;
1588                 }
1589                 strncpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1590                         name_size - 1);
1591                 port->name[name_size - 1] = 0;
1592
1593                 /*
1594                  * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
1595                  * create it only if we have a name for the port.
1596                  */
1597                 err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
1598                                          &port_attribute_group);
1599                 if (err) {
1600                         dev_err(port->dev,
1601                                 "Error %d creating sysfs device attributes\n",
1602                                 err);
1603                 } else {
1604                         /*
1605                          * Generate a udev event so that appropriate
1606                          * symlinks can be created based on udev
1607                          * rules.
1608                          */
1609                         kobject_uevent(&port->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);
1610                 }
1611                 break;
1612         }
1613 }
1614
1615 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
1616 {
1617         struct ports_device *portdev;
1618         struct virtqueue *vq;
1619         struct port_buffer *buf;
1620         unsigned int len;
1621
1622         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
1623         vq = portdev->c_ivq;
1624
1625         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1626         while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
1627                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1628
1629                 buf->len = len;
1630                 buf->offset = 0;
1631
1632                 handle_control_message(portdev, buf);
1633
1634                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1635                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
1636                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1637                                  "Error adding buffer to queue\n");
1638                         free_buf(buf);
1639                 }
1640         }
1641         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1642 }
1643
1644 static void out_intr(struct virtqueue *vq)
1645 {
1646         struct port *port;
1647
1648         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1649         if (!port)
1650                 return;
1651
1652         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1653 }
1654
1655 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
1656 {
1657         struct port *port;
1658         unsigned long flags;
1659
1660         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1661         if (!port)
1662                 return;
1663
1664         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
1665         port->inbuf = get_inbuf(port);
1666
1667         /*
1668          * Don't queue up data when port is closed.  This condition
1669          * can be reached when a console port is not yet connected (no
1670          * tty is spawned) and the host sends out data to console
1671          * ports.  For generic serial ports, the host won't
1672          * (shouldn't) send data till the guest is connected.
1673          */
1674         if (!port->guest_connected)
1675                 discard_port_data(port);
1676
1677         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
1678
1679         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1680
1681         /* Send a SIGIO indicating new data in case the process asked for it */
1682         send_sigio_to_port(port);
1683
1684         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
1685                 hvc_kick();
1686 }
1687
1688 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
1689 {
1690         struct ports_device *portdev;
1691
1692         portdev = vq->vdev->priv;
1693         schedule_work(&portdev->control_work);
1694 }
1695
1696 static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
1697 {
1698         struct ports_device *portdev;
1699
1700         portdev = vdev->priv;
1701
1702         if (!use_multiport(portdev)) {
1703                 struct port *port;
1704                 u16 rows, cols;
1705
1706                 vdev->config->get(vdev,
1707                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
1708                                   &cols, sizeof(u16));
1709                 vdev->config->get(vdev,
1710                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
1711                                   &rows, sizeof(u16));
1712
1713                 port = find_port_by_id(portdev, 0);
1714                 set_console_size(port, rows, cols);
1715
1716                 /*
1717                  * We'll use this way of resizing only for legacy
1718                  * support.  For newer userspace
1719                  * (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use control messages
1720                  * to indicate console size changes so that it can be
1721                  * done per-port.
1722                  */
1723                 resize_console(port);
1724         }
1725 }
1726
1727 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
1728 {
1729         vq_callback_t **io_callbacks;
1730         char **io_names;
1731         struct virtqueue **vqs;
1732         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
1733         int err;
1734
1735         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1736         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
1737
1738         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
1739         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
1740         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
1741         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1742                                   GFP_KERNEL);
1743         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1744                                    GFP_KERNEL);
1745         if (!vqs || !io_callbacks || !io_names || !portdev->in_vqs ||
1746             !portdev->out_vqs) {
1747                 err = -ENOMEM;
1748                 goto free;
1749         }
1750
1751         /*
1752          * For backward compat (newer host but older guest), the host
1753          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
1754          * 0 before others.
1755          */
1756         j = 0;
1757         io_callbacks[j] = in_intr;
1758         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1759         io_names[j] = "input";
1760         io_names[j + 1] = "output";
1761         j += 2;
1762
1763         if (use_multiport(portdev)) {
1764                 io_callbacks[j] = control_intr;
1765                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1766                 io_names[j] = "control-i";
1767                 io_names[j + 1] = "control-o";
1768
1769                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1770                         j += 2;
1771                         io_callbacks[j] = in_intr;
1772                         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1773                         io_names[j] = "input";
1774                         io_names[j + 1] = "output";
1775                 }
1776         }
1777         /* Find the queues. */
1778         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1779                                               io_callbacks,
1780                                               (const char **)io_names);
1781         if (err)
1782                 goto free;
1783
1784         j = 0;
1785         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1786         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1787         j += 2;
1788         if (use_multiport(portdev)) {
1789                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1790                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1791
1792                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1793                         j += 2;
1794                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1795                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1796                 }
1797         }
1798         kfree(io_names);
1799         kfree(io_callbacks);
1800         kfree(vqs);
1801
1802         return 0;
1803
1804 free:
1805         kfree(portdev->out_vqs);
1806         kfree(portdev->in_vqs);
1807         kfree(io_names);
1808         kfree(io_callbacks);
1809         kfree(vqs);
1810
1811         return err;
1812 }
1813
1814 static const struct file_operations portdev_fops = {
1815         .owner = THIS_MODULE,
1816 };
1817
1818 static void remove_vqs(struct ports_device *portdev)
1819 {
1820         portdev->vdev->config->del_vqs(portdev->vdev);
1821         kfree(portdev->in_vqs);
1822         kfree(portdev->out_vqs);
1823 }
1824
1825 static void remove_controlq_data(struct ports_device *portdev)
1826 {
1827         struct port_buffer *buf;
1828         unsigned int len;
1829
1830         if (!use_multiport(portdev))
1831                 return;
1832
1833         while ((buf = virtqueue_get_buf(portdev->c_ivq, &len)))
1834                 free_buf(buf);
1835
1836         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(portdev->c_ivq)))
1837                 free_buf(buf);
1838 }
1839
1840 /*
1841  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1842  * device.
1843  *
1844  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1845  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1846  * initialize each port found.
1847  */
1848 static int __devinit virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1849 {
1850         struct ports_device *portdev;
1851         int err;
1852         bool multiport;
1853         bool early = early_put_chars != NULL;
1854
1855         /* Ensure to read early_put_chars now */
1856         barrier();
1857
1858         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1859         if (!portdev) {
1860                 err = -ENOMEM;
1861                 goto fail;
1862         }
1863
1864         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1865         portdev->vdev = vdev;
1866         vdev->priv = portdev;
1867
1868         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1869         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1870         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1871
1872         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1873                                              &portdev_fops);
1874         if (portdev->chr_major < 0) {
1875                 dev_err(&vdev->dev,
1876                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1877                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1878                 err = portdev->chr_major;
1879                 goto free;
1880         }
1881
1882         multiport = false;
1883         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1884         if (virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1885                               offsetof(struct virtio_console_config,
1886                                        max_nr_ports),
1887                               &portdev->config.max_nr_ports) == 0)
1888                 multiport = true;
1889
1890         err = init_vqs(portdev);
1891         if (err < 0) {
1892                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1893                 goto free_chrdev;
1894         }
1895
1896         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1897         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1898
1899         if (multiport) {
1900                 unsigned int nr_added_bufs;
1901
1902                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1903                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1904
1905                 nr_added_bufs = fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1906                 if (!nr_added_bufs) {
1907                         dev_err(&vdev->dev,
1908                                 "Error allocating buffers for control queue\n");
1909                         err = -ENOMEM;
1910                         goto free_vqs;
1911                 }
1912         } else {
1913                 /*
1914                  * For backward compatibility: Create a console port
1915                  * if we're running on older host.
1916                  */
1917                 add_port(portdev, 0);
1918         }
1919
1920         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1921         list_add_tail(&portdev->list, &pdrvdata.portdevs);
1922         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1923
1924         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1925                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 1);
1926
1927         /*
1928          * If there was an early virtio console, assume that there are no
1929          * other consoles. We need to wait until the hvc_alloc matches the
1930          * hvc_instantiate, otherwise tty_open will complain, resulting in
1931          * a "Warning: unable to open an initial console" boot failure.
1932          * Without multiport this is done in add_port above. With multiport
1933          * this might take some host<->guest communication - thus we have to
1934          * wait.
1935          */
1936         if (multiport && early)
1937                 wait_for_completion(&early_console_added);
1938
1939         return 0;
1940
1941 free_vqs:
1942         /* The host might want to notify mgmt sw about device add failure */
1943         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1944                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 0);
1945         remove_vqs(portdev);
1946 free_chrdev:
1947         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1948 free:
1949         kfree(portdev);
1950 fail:
1951         return err;
1952 }
1953
1954 static void virtcons_remove(struct virtio_device *vdev)
1955 {
1956         struct ports_device *portdev;
1957         struct port *port, *port2;
1958
1959         portdev = vdev->priv;
1960
1961         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1962         list_del(&portdev->list);
1963         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1964
1965         /* Disable interrupts for vqs */
1966         vdev->config->reset(vdev);
1967         /* Finish up work that's lined up */
1968         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
1969
1970         list_for_each_entry_safe(port, port2, &portdev->ports, list)
1971                 unplug_port(port);
1972
1973         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1974
1975         /*
1976          * When yanking out a device, we immediately lose the
1977          * (device-side) queues.  So there's no point in keeping the
1978          * guest side around till we drop our final reference.  This
1979          * also means that any ports which are in an open state will
1980          * have to just stop using the port, as the vqs are going
1981          * away.
1982          */
1983         remove_controlq_data(portdev);
1984         remove_vqs(portdev);
1985         kfree(portdev);
1986 }
1987
1988 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1989         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1990         { 0 },
1991 };
1992
1993 static unsigned int features[] = {
1994         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1995         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1996 };
1997
1998 #ifdef CONFIG_PM
1999 static int virtcons_freeze(struct virtio_device *vdev)
2000 {
2001         struct ports_device *portdev;
2002         struct port *port;
2003
2004         portdev = vdev->priv;
2005
2006         vdev->config->reset(vdev);
2007
2008         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
2009         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
2010         /*
2011          * Once more: if control_work_handler() was running, it would
2012          * enable the cb as the last step.
2013          */
2014         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
2015         remove_controlq_data(portdev);
2016
2017         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
2018                 virtqueue_disable_cb(port->in_vq);
2019                 virtqueue_disable_cb(port->out_vq);
2020                 /*
2021                  * We'll ask the host later if the new invocation has
2022                  * the port opened or closed.
2023                  */
2024                 port->host_connected = false;
2025                 remove_port_data(port);
2026         }
2027         remove_vqs(portdev);
2028
2029         return 0;
2030 }
2031
2032 static int virtcons_restore(struct virtio_device *vdev)
2033 {
2034         struct ports_device *portdev;
2035         struct port *port;
2036         int ret;
2037
2038         portdev = vdev->priv;
2039
2040         ret = init_vqs(portdev);
2041         if (ret)
2042                 return ret;
2043
2044         if (use_multiport(portdev))
2045                 fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
2046
2047         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
2048                 port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
2049                 port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
2050
2051                 fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
2052
2053                 /* Get port open/close status on the host */
2054                 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
2055
2056                 /*
2057                  * If a port was open at the time of suspending, we
2058                  * have to let the host know that it's still open.
2059                  */
2060                 if (port->guest_connected)
2061                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
2062         }
2063         return 0;
2064 }
2065 #endif
2066
2067 static struct virtio_driver virtio_console = {
2068         .feature_table = features,
2069         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
2070         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
2071         .driver.owner = THIS_MODULE,
2072         .id_table =     id_table,
2073         .probe =        virtcons_probe,
2074         .remove =       virtcons_remove,
2075         .config_changed = config_intr,
2076 #ifdef CONFIG_PM
2077         .freeze =       virtcons_freeze,
2078         .restore =      virtcons_restore,
2079 #endif
2080 };
2081
2082 static int __init init(void)
2083 {
2084         int err;
2085
2086         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
2087         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
2088                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
2089                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
2090                 return err;
2091         }
2092
2093         pdrvdata.debugfs_dir = debugfs_create_dir("virtio-ports", NULL);
2094         if (!pdrvdata.debugfs_dir) {
2095                 pr_warning("Error %ld creating debugfs dir for virtio-ports\n",
2096                            PTR_ERR(pdrvdata.debugfs_dir));
2097         }
2098         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
2099         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.portdevs);
2100
2101         return register_virtio_driver(&virtio_console);
2102 }
2103
2104 static void __exit fini(void)
2105 {
2106         unregister_virtio_driver(&virtio_console);
2107
2108         class_destroy(pdrvdata.class);
2109         if (pdrvdata.debugfs_dir)
2110                 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
2111 }
2112 module_init(init);
2113 module_exit(fini);
2114
2115 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
2116 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
2117 MODULE_LICENSE("GPL");