]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - drivers/char/virtio_console.c
Merge branch 'release' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/lenb/linux
[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 /* This is the very early arch-specified put chars function. */
233 static int (*early_put_chars)(u32, const char *, int);
234
235 static struct port *find_port_by_vtermno(u32 vtermno)
236 {
237         struct port *port;
238         struct console *cons;
239         unsigned long flags;
240
241         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
242         list_for_each_entry(cons, &pdrvdata.consoles, list) {
243                 if (cons->vtermno == vtermno) {
244                         port = container_of(cons, struct port, cons);
245                         goto out;
246                 }
247         }
248         port = NULL;
249 out:
250         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
251         return port;
252 }
253
254 static struct port *find_port_by_devt_in_portdev(struct ports_device *portdev,
255                                                  dev_t dev)
256 {
257         struct port *port;
258         unsigned long flags;
259
260         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
261         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
262                 if (port->cdev->dev == dev)
263                         goto out;
264         port = NULL;
265 out:
266         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
267
268         return port;
269 }
270
271 static struct port *find_port_by_devt(dev_t dev)
272 {
273         struct ports_device *portdev;
274         struct port *port;
275         unsigned long flags;
276
277         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
278         list_for_each_entry(portdev, &pdrvdata.portdevs, list) {
279                 port = find_port_by_devt_in_portdev(portdev, dev);
280                 if (port)
281                         goto out;
282         }
283         port = NULL;
284 out:
285         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
286         return port;
287 }
288
289 static struct port *find_port_by_id(struct ports_device *portdev, u32 id)
290 {
291         struct port *port;
292         unsigned long flags;
293
294         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
295         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
296                 if (port->id == id)
297                         goto out;
298         port = NULL;
299 out:
300         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
301
302         return port;
303 }
304
305 static struct port *find_port_by_vq(struct ports_device *portdev,
306                                     struct virtqueue *vq)
307 {
308         struct port *port;
309         unsigned long flags;
310
311         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
312         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
313                 if (port->in_vq == vq || port->out_vq == vq)
314                         goto out;
315         port = NULL;
316 out:
317         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
318         return port;
319 }
320
321 static bool is_console_port(struct port *port)
322 {
323         if (port->cons.hvc)
324                 return true;
325         return false;
326 }
327
328 static inline bool use_multiport(struct ports_device *portdev)
329 {
330         /*
331          * This condition can be true when put_chars is called from
332          * early_init
333          */
334         if (!portdev->vdev)
335                 return 0;
336         return portdev->vdev->features[0] & (1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT);
337 }
338
339 static void free_buf(struct port_buffer *buf)
340 {
341         kfree(buf->buf);
342         kfree(buf);
343 }
344
345 static struct port_buffer *alloc_buf(size_t buf_size)
346 {
347         struct port_buffer *buf;
348
349         buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
350         if (!buf)
351                 goto fail;
352         buf->buf = kzalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
353         if (!buf->buf)
354                 goto free_buf;
355         buf->len = 0;
356         buf->offset = 0;
357         buf->size = buf_size;
358         return buf;
359
360 free_buf:
361         kfree(buf);
362 fail:
363         return NULL;
364 }
365
366 /* Callers should take appropriate locks */
367 static struct port_buffer *get_inbuf(struct port *port)
368 {
369         struct port_buffer *buf;
370         unsigned int len;
371
372         if (port->inbuf)
373                 return port->inbuf;
374
375         buf = virtqueue_get_buf(port->in_vq, &len);
376         if (buf) {
377                 buf->len = len;
378                 buf->offset = 0;
379                 port->stats.bytes_received += len;
380         }
381         return buf;
382 }
383
384 /*
385  * Create a scatter-gather list representing our input buffer and put
386  * it in the queue.
387  *
388  * Callers should take appropriate locks.
389  */
390 static int add_inbuf(struct virtqueue *vq, struct port_buffer *buf)
391 {
392         struct scatterlist sg[1];
393         int ret;
394
395         sg_init_one(sg, buf->buf, buf->size);
396
397         ret = virtqueue_add_buf(vq, sg, 0, 1, buf, GFP_ATOMIC);
398         virtqueue_kick(vq);
399         return ret;
400 }
401
402 /* Discard any unread data this port has. Callers lockers. */
403 static void discard_port_data(struct port *port)
404 {
405         struct port_buffer *buf;
406         unsigned int err;
407
408         if (!port->portdev) {
409                 /* Device has been unplugged.  vqs are already gone. */
410                 return;
411         }
412         buf = get_inbuf(port);
413
414         err = 0;
415         while (buf) {
416                 port->stats.bytes_discarded += buf->len - buf->offset;
417                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0) {
418                         err++;
419                         free_buf(buf);
420                 }
421                 port->inbuf = NULL;
422                 buf = get_inbuf(port);
423         }
424         if (err)
425                 dev_warn(port->dev, "Errors adding %d buffers back to vq\n",
426                          err);
427 }
428
429 static bool port_has_data(struct port *port)
430 {
431         unsigned long flags;
432         bool ret;
433
434         ret = false;
435         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
436         port->inbuf = get_inbuf(port);
437         if (port->inbuf)
438                 ret = true;
439
440         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
441         return ret;
442 }
443
444 static ssize_t __send_control_msg(struct ports_device *portdev, u32 port_id,
445                                   unsigned int event, unsigned int value)
446 {
447         struct scatterlist sg[1];
448         struct virtio_console_control cpkt;
449         struct virtqueue *vq;
450         unsigned int len;
451
452         if (!use_multiport(portdev))
453                 return 0;
454
455         cpkt.id = port_id;
456         cpkt.event = event;
457         cpkt.value = value;
458
459         vq = portdev->c_ovq;
460
461         sg_init_one(sg, &cpkt, sizeof(cpkt));
462         if (virtqueue_add_buf(vq, sg, 1, 0, &cpkt, GFP_ATOMIC) >= 0) {
463                 virtqueue_kick(vq);
464                 while (!virtqueue_get_buf(vq, &len))
465                         cpu_relax();
466         }
467         return 0;
468 }
469
470 static ssize_t send_control_msg(struct port *port, unsigned int event,
471                                 unsigned int value)
472 {
473         /* Did the port get unplugged before userspace closed it? */
474         if (port->portdev)
475                 return __send_control_msg(port->portdev, port->id, event, value);
476         return 0;
477 }
478
479 struct buffer_token {
480         union {
481                 void *buf;
482                 struct scatterlist *sg;
483         } u;
484         /* If sgpages == 0 then buf is used, else sg is used */
485         unsigned int sgpages;
486 };
487
488 static void reclaim_sg_pages(struct scatterlist *sg, unsigned int nrpages)
489 {
490         int i;
491         struct page *page;
492
493         for (i = 0; i < nrpages; 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, tok->sgpages);
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 = 0;
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 = nents;
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         unsigned int size;
801         size_t len;
802         struct scatterlist *sg;
803 };
804
805 static int pipe_to_sg(struct pipe_inode_info *pipe, struct pipe_buffer *buf,
806                         struct splice_desc *sd)
807 {
808         struct sg_list *sgl = sd->u.data;
809         unsigned int offset, len;
810
811         if (sgl->n == sgl->size)
812                 return 0;
813
814         /* Try lock this page */
815         if (buf->ops->steal(pipe, buf) == 0) {
816                 /* Get reference and unlock page for moving */
817                 get_page(buf->page);
818                 unlock_page(buf->page);
819
820                 len = min(buf->len, sd->len);
821                 sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), buf->page, len, buf->offset);
822         } else {
823                 /* Failback to copying a page */
824                 struct page *page = alloc_page(GFP_KERNEL);
825                 char *src = buf->ops->map(pipe, buf, 1);
826                 char *dst;
827
828                 if (!page)
829                         return -ENOMEM;
830                 dst = kmap(page);
831
832                 offset = sd->pos & ~PAGE_MASK;
833
834                 len = sd->len;
835                 if (len + offset > PAGE_SIZE)
836                         len = PAGE_SIZE - offset;
837
838                 memcpy(dst + offset, src + buf->offset, len);
839
840                 kunmap(page);
841                 buf->ops->unmap(pipe, buf, src);
842
843                 sg_set_page(&(sgl->sg[sgl->n]), page, len, offset);
844         }
845         sgl->n++;
846         sgl->len += len;
847
848         return len;
849 }
850
851 /* Faster zero-copy write by splicing */
852 static ssize_t port_fops_splice_write(struct pipe_inode_info *pipe,
853                                       struct file *filp, loff_t *ppos,
854                                       size_t len, unsigned int flags)
855 {
856         struct port *port = filp->private_data;
857         struct sg_list sgl;
858         ssize_t ret;
859         struct splice_desc sd = {
860                 .total_len = len,
861                 .flags = flags,
862                 .pos = *ppos,
863                 .u.data = &sgl,
864         };
865
866         ret = wait_port_writable(port, filp->f_flags & O_NONBLOCK);
867         if (ret < 0)
868                 return ret;
869
870         sgl.n = 0;
871         sgl.len = 0;
872         sgl.size = pipe->nrbufs;
873         sgl.sg = kmalloc(sizeof(struct scatterlist) * sgl.size, GFP_KERNEL);
874         if (unlikely(!sgl.sg))
875                 return -ENOMEM;
876
877         sg_init_table(sgl.sg, sgl.size);
878         ret = __splice_from_pipe(pipe, &sd, pipe_to_sg);
879         if (likely(ret > 0))
880                 ret = send_pages(port, sgl.sg, sgl.n, sgl.len, true);
881
882         return ret;
883 }
884
885 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
886 {
887         struct port *port;
888         unsigned int ret;
889
890         port = filp->private_data;
891         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
892
893         if (!port->guest_connected) {
894                 /* Port got unplugged */
895                 return POLLHUP;
896         }
897         ret = 0;
898         if (!will_read_block(port))
899                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
900         if (!will_write_block(port))
901                 ret |= POLLOUT;
902         if (!port->host_connected)
903                 ret |= POLLHUP;
904
905         return ret;
906 }
907
908 static void remove_port(struct kref *kref);
909
910 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
911 {
912         struct port *port;
913
914         port = filp->private_data;
915
916         /* Notify host of port being closed */
917         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
918
919         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
920         port->guest_connected = false;
921
922         discard_port_data(port);
923
924         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
925
926         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
927         reclaim_consumed_buffers(port);
928         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
929
930         /*
931          * Locks aren't necessary here as a port can't be opened after
932          * unplug, and if a port isn't unplugged, a kref would already
933          * exist for the port.  Plus, taking ports_lock here would
934          * create a dependency on other locks taken by functions
935          * inside remove_port if we're the last holder of the port,
936          * creating many problems.
937          */
938         kref_put(&port->kref, remove_port);
939
940         return 0;
941 }
942
943 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
944 {
945         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
946         struct port *port;
947         int ret;
948
949         port = find_port_by_devt(cdev->dev);
950         filp->private_data = port;
951
952         /* Prevent against a port getting hot-unplugged at the same time */
953         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
954         kref_get(&port->kref);
955         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
956
957         /*
958          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
959          * via /dev/hvc
960          */
961         if (is_console_port(port)) {
962                 ret = -ENXIO;
963                 goto out;
964         }
965
966         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
967         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
968         if (port->guest_connected) {
969                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
970                 ret = -EMFILE;
971                 goto out;
972         }
973
974         port->guest_connected = true;
975         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
976
977         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
978         /*
979          * There might be a chance that we missed reclaiming a few
980          * buffers in the window of the port getting previously closed
981          * and opening now.
982          */
983         reclaim_consumed_buffers(port);
984         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
985
986         nonseekable_open(inode, filp);
987
988         /* Notify host of port being opened */
989         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
990
991         return 0;
992 out:
993         kref_put(&port->kref, remove_port);
994         return ret;
995 }
996
997 static int port_fops_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
998 {
999         struct port *port;
1000
1001         port = filp->private_data;
1002         return fasync_helper(fd, filp, mode, &port->async_queue);
1003 }
1004
1005 /*
1006  * The file operations that we support: programs in the guest can open
1007  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
1008  * close it.  The devices are at
1009  *   /dev/vport<device number>p<port number>
1010  */
1011 static const struct file_operations port_fops = {
1012         .owner = THIS_MODULE,
1013         .open  = port_fops_open,
1014         .read  = port_fops_read,
1015         .write = port_fops_write,
1016         .splice_write = port_fops_splice_write,
1017         .poll  = port_fops_poll,
1018         .release = port_fops_release,
1019         .fasync = port_fops_fasync,
1020         .llseek = no_llseek,
1021 };
1022
1023 /*
1024  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
1025  *
1026  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
1027  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
1028  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
1029  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
1030  */
1031 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
1032 {
1033         struct port *port;
1034
1035         if (unlikely(early_put_chars))
1036                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
1037
1038         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1039         if (!port)
1040                 return -EPIPE;
1041
1042         return send_buf(port, (void *)buf, count, false);
1043 }
1044
1045 /*
1046  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
1047  * when an interrupt is received.
1048  *
1049  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
1050  * buffers that are queued up.
1051  */
1052 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
1053 {
1054         struct port *port;
1055
1056         /* If we've not set up the port yet, we have no input to give. */
1057         if (unlikely(early_put_chars))
1058                 return 0;
1059
1060         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
1061         if (!port)
1062                 return -EPIPE;
1063
1064         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
1065         BUG_ON(!port->in_vq);
1066
1067         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
1068 }
1069
1070 static void resize_console(struct port *port)
1071 {
1072         struct virtio_device *vdev;
1073
1074         /* The port could have been hot-unplugged */
1075         if (!port || !is_console_port(port))
1076                 return;
1077
1078         vdev = port->portdev->vdev;
1079         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE))
1080                 hvc_resize(port->cons.hvc, port->cons.ws);
1081 }
1082
1083 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
1084 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1085 {
1086         struct port *port;
1087
1088         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
1089         if (!port)
1090                 return -EINVAL;
1091
1092         hp->irq_requested = 1;
1093         resize_console(port);
1094
1095         return 0;
1096 }
1097
1098 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
1099 {
1100         hp->irq_requested = 0;
1101 }
1102
1103 /* The operations for console ports. */
1104 static const struct hv_ops hv_ops = {
1105         .get_chars = get_chars,
1106         .put_chars = put_chars,
1107         .notifier_add = notifier_add_vio,
1108         .notifier_del = notifier_del_vio,
1109         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
1110 };
1111
1112 /*
1113  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
1114  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
1115  * initialization of the net and block drivers.
1116  *
1117  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
1118  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
1119  * thing.
1120  */
1121 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
1122 {
1123         early_put_chars = put_chars;
1124         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
1125 }
1126
1127 int init_port_console(struct port *port)
1128 {
1129         int ret;
1130
1131         /*
1132          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
1133          * up with an hvc console.
1134          *
1135          * To set up and manage our virtual console, we call
1136          * hvc_alloc().
1137          *
1138          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
1139          * number.  The second argument is the parameter for the
1140          * notification mechanism (like irq number).  We currently
1141          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
1142          *
1143          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
1144          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
1145          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
1146          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
1147          */
1148         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
1149
1150         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
1151         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
1152                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
1153                 dev_err(port->dev,
1154                         "error %d allocating hvc for port\n", ret);
1155                 port->cons.hvc = NULL;
1156                 return ret;
1157         }
1158         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1159         pdrvdata.next_vtermno++;
1160         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
1161         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1162         port->guest_connected = true;
1163
1164         /*
1165          * Start using the new console output if this is the first
1166          * console to come up.
1167          */
1168         if (early_put_chars)
1169                 early_put_chars = NULL;
1170
1171         /* Notify host of port being opened */
1172         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
1173
1174         return 0;
1175 }
1176
1177 static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
1178                               struct device_attribute *attr, char *buffer)
1179 {
1180         struct port *port;
1181
1182         port = dev_get_drvdata(dev);
1183
1184         return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
1185 }
1186
1187 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);
1188
1189 static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
1190         &dev_attr_name.attr,
1191         NULL
1192 };
1193
1194 static struct attribute_group port_attribute_group = {
1195         .name = NULL,           /* put in device directory */
1196         .attrs = port_sysfs_entries,
1197 };
1198
1199 static ssize_t debugfs_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
1200                             size_t count, loff_t *offp)
1201 {
1202         struct port *port;
1203         char *buf;
1204         ssize_t ret, out_offset, out_count;
1205
1206         out_count = 1024;
1207         buf = kmalloc(out_count, GFP_KERNEL);
1208         if (!buf)
1209                 return -ENOMEM;
1210
1211         port = filp->private_data;
1212         out_offset = 0;
1213         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count,
1214                                "name: %s\n", port->name ? port->name : "");
1215         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1216                                "guest_connected: %d\n", port->guest_connected);
1217         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1218                                "host_connected: %d\n", port->host_connected);
1219         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1220                                "outvq_full: %d\n", port->outvq_full);
1221         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1222                                "bytes_sent: %lu\n", port->stats.bytes_sent);
1223         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1224                                "bytes_received: %lu\n",
1225                                port->stats.bytes_received);
1226         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1227                                "bytes_discarded: %lu\n",
1228                                port->stats.bytes_discarded);
1229         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1230                                "is_console: %s\n",
1231                                is_console_port(port) ? "yes" : "no");
1232         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1233                                "console_vtermno: %u\n", port->cons.vtermno);
1234
1235         ret = simple_read_from_buffer(ubuf, count, offp, buf, out_offset);
1236         kfree(buf);
1237         return ret;
1238 }
1239
1240 static const struct file_operations port_debugfs_ops = {
1241         .owner = THIS_MODULE,
1242         .open  = simple_open,
1243         .read  = debugfs_read,
1244 };
1245
1246 static void set_console_size(struct port *port, u16 rows, u16 cols)
1247 {
1248         if (!port || !is_console_port(port))
1249                 return;
1250
1251         port->cons.ws.ws_row = rows;
1252         port->cons.ws.ws_col = cols;
1253 }
1254
1255 static unsigned int fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
1256 {
1257         struct port_buffer *buf;
1258         unsigned int nr_added_bufs;
1259         int ret;
1260
1261         nr_added_bufs = 0;
1262         do {
1263                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1264                 if (!buf)
1265                         break;
1266
1267                 spin_lock_irq(lock);
1268                 ret = add_inbuf(vq, buf);
1269                 if (ret < 0) {
1270                         spin_unlock_irq(lock);
1271                         free_buf(buf);
1272                         break;
1273                 }
1274                 nr_added_bufs++;
1275                 spin_unlock_irq(lock);
1276         } while (ret > 0);
1277
1278         return nr_added_bufs;
1279 }
1280
1281 static void send_sigio_to_port(struct port *port)
1282 {
1283         if (port->async_queue && port->guest_connected)
1284                 kill_fasync(&port->async_queue, SIGIO, POLL_OUT);
1285 }
1286
1287 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
1288 {
1289         char debugfs_name[16];
1290         struct port *port;
1291         struct port_buffer *buf;
1292         dev_t devt;
1293         unsigned int nr_added_bufs;
1294         int err;
1295
1296         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
1297         if (!port) {
1298                 err = -ENOMEM;
1299                 goto fail;
1300         }
1301         kref_init(&port->kref);
1302
1303         port->portdev = portdev;
1304         port->id = id;
1305
1306         port->name = NULL;
1307         port->inbuf = NULL;
1308         port->cons.hvc = NULL;
1309         port->async_queue = NULL;
1310
1311         port->cons.ws.ws_row = port->cons.ws.ws_col = 0;
1312
1313         port->host_connected = port->guest_connected = false;
1314         port->stats = (struct port_stats) { 0 };
1315
1316         port->outvq_full = false;
1317
1318         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
1319         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
1320
1321         port->cdev = cdev_alloc();
1322         if (!port->cdev) {
1323                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev, "Error allocating cdev\n");
1324                 err = -ENOMEM;
1325                 goto free_port;
1326         }
1327         port->cdev->ops = &port_fops;
1328
1329         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
1330         err = cdev_add(port->cdev, devt, 1);
1331         if (err < 0) {
1332                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1333                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
1334                 goto free_cdev;
1335         }
1336         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
1337                                   devt, port, "vport%up%u",
1338                                   port->portdev->drv_index, id);
1339         if (IS_ERR(port->dev)) {
1340                 err = PTR_ERR(port->dev);
1341                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1342                         "Error %d creating device for port %u\n",
1343                         err, id);
1344                 goto free_cdev;
1345         }
1346
1347         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
1348         spin_lock_init(&port->outvq_lock);
1349         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
1350
1351         /* Fill the in_vq with buffers so the host can send us data. */
1352         nr_added_bufs = fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
1353         if (!nr_added_bufs) {
1354                 dev_err(port->dev, "Error allocating inbufs\n");
1355                 err = -ENOMEM;
1356                 goto free_device;
1357         }
1358
1359         /*
1360          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
1361          */
1362         if (!use_multiport(port->portdev)) {
1363                 err = init_port_console(port);
1364                 if (err)
1365                         goto free_inbufs;
1366         }
1367
1368         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
1369         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
1370         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
1371
1372         /*
1373          * Tell the Host we're set so that it can send us various
1374          * configuration parameters for this port (eg, port name,
1375          * caching, whether this is a console port, etc.)
1376          */
1377         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1378
1379         if (pdrvdata.debugfs_dir) {
1380                 /*
1381                  * Finally, create the debugfs file that we can use to
1382                  * inspect a port's state at any time
1383                  */
1384                 sprintf(debugfs_name, "vport%up%u",
1385                         port->portdev->drv_index, id);
1386                 port->debugfs_file = debugfs_create_file(debugfs_name, 0444,
1387                                                          pdrvdata.debugfs_dir,
1388                                                          port,
1389                                                          &port_debugfs_ops);
1390         }
1391         return 0;
1392
1393 free_inbufs:
1394         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1395                 free_buf(buf);
1396 free_device:
1397         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1398 free_cdev:
1399         cdev_del(port->cdev);
1400 free_port:
1401         kfree(port);
1402 fail:
1403         /* The host might want to notify management sw about port add failure */
1404         __send_control_msg(portdev, id, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 0);
1405         return err;
1406 }
1407
1408 /* No users remain, remove all port-specific data. */
1409 static void remove_port(struct kref *kref)
1410 {
1411         struct port *port;
1412
1413         port = container_of(kref, struct port, kref);
1414
1415         sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
1416         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1417         cdev_del(port->cdev);
1418
1419         kfree(port->name);
1420
1421         debugfs_remove(port->debugfs_file);
1422
1423         kfree(port);
1424 }
1425
1426 static void remove_port_data(struct port *port)
1427 {
1428         struct port_buffer *buf;
1429
1430         /* Remove unused data this port might have received. */
1431         discard_port_data(port);
1432
1433         reclaim_consumed_buffers(port);
1434
1435         /* Remove buffers we queued up for the Host to send us data in. */
1436         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1437                 free_buf(buf);
1438 }
1439
1440 /*
1441  * Port got unplugged.  Remove port from portdev's list and drop the
1442  * kref reference.  If no userspace has this port opened, it will
1443  * result in immediate removal the port.
1444  */
1445 static void unplug_port(struct port *port)
1446 {
1447         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1448         list_del(&port->list);
1449         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1450
1451         if (port->guest_connected) {
1452                 port->guest_connected = false;
1453                 port->host_connected = false;
1454                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1455
1456                 /* Let the app know the port is going down. */
1457                 send_sigio_to_port(port);
1458         }
1459
1460         if (is_console_port(port)) {
1461                 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1462                 list_del(&port->cons.list);
1463                 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1464                 hvc_remove(port->cons.hvc);
1465         }
1466
1467         remove_port_data(port);
1468
1469         /*
1470          * We should just assume the device itself has gone off --
1471          * else a close on an open port later will try to send out a
1472          * control message.
1473          */
1474         port->portdev = NULL;
1475
1476         /*
1477          * Locks around here are not necessary - a port can't be
1478          * opened after we removed the port struct from ports_list
1479          * above.
1480          */
1481         kref_put(&port->kref, remove_port);
1482 }
1483
1484 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
1485 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
1486                                    struct port_buffer *buf)
1487 {
1488         struct virtio_console_control *cpkt;
1489         struct port *port;
1490         size_t name_size;
1491         int err;
1492
1493         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
1494
1495         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
1496         if (!port && cpkt->event != VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD) {
1497                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
1498                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1499                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
1500                 return;
1501         }
1502
1503         switch (cpkt->event) {
1504         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD:
1505                 if (port) {
1506                         dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1507                                 "Port %u already added\n", port->id);
1508                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1509                         break;
1510                 }
1511                 if (cpkt->id >= portdev->config.max_nr_ports) {
1512                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1513                                 "Request for adding port with out-of-bound id %u, max. supported id: %u\n",
1514                                 cpkt->id, portdev->config.max_nr_ports - 1);
1515                         break;
1516                 }
1517                 add_port(portdev, cpkt->id);
1518                 break;
1519         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
1520                 unplug_port(port);
1521                 break;
1522         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
1523                 if (!cpkt->value)
1524                         break;
1525                 if (is_console_port(port))
1526                         break;
1527
1528                 init_port_console(port);
1529                 complete(&early_console_added);
1530                 /*
1531                  * Could remove the port here in case init fails - but
1532                  * have to notify the host first.
1533                  */
1534                 break;
1535         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE: {
1536                 struct {
1537                         __u16 rows;
1538                         __u16 cols;
1539                 } size;
1540
1541                 if (!is_console_port(port))
1542                         break;
1543
1544                 memcpy(&size, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1545                        sizeof(size));
1546                 set_console_size(port, size.rows, size.cols);
1547
1548                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
1549                 resize_console(port);
1550                 break;
1551         }
1552         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
1553                 port->host_connected = cpkt->value;
1554                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1555                 /*
1556                  * If the host port got closed and the host had any
1557                  * unconsumed buffers, we'll be able to reclaim them
1558                  * now.
1559                  */
1560                 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
1561                 reclaim_consumed_buffers(port);
1562                 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
1563
1564                 /*
1565                  * If the guest is connected, it'll be interested in
1566                  * knowing the host connection state changed.
1567                  */
1568                 send_sigio_to_port(port);
1569                 break;
1570         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
1571                 /*
1572                  * If we woke up after hibernation, we can get this
1573                  * again.  Skip it in that case.
1574                  */
1575                 if (port->name)
1576                         break;
1577
1578                 /*
1579                  * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
1580                  * of the name that was sent
1581                  */
1582                 name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;
1583
1584                 port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
1585                 if (!port->name) {
1586                         dev_err(port->dev,
1587                                 "Not enough space to store port name\n");
1588                         break;
1589                 }
1590                 strncpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1591                         name_size - 1);
1592                 port->name[name_size - 1] = 0;
1593
1594                 /*
1595                  * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
1596                  * create it only if we have a name for the port.
1597                  */
1598                 err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
1599                                          &port_attribute_group);
1600                 if (err) {
1601                         dev_err(port->dev,
1602                                 "Error %d creating sysfs device attributes\n",
1603                                 err);
1604                 } else {
1605                         /*
1606                          * Generate a udev event so that appropriate
1607                          * symlinks can be created based on udev
1608                          * rules.
1609                          */
1610                         kobject_uevent(&port->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);
1611                 }
1612                 break;
1613         }
1614 }
1615
1616 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
1617 {
1618         struct ports_device *portdev;
1619         struct virtqueue *vq;
1620         struct port_buffer *buf;
1621         unsigned int len;
1622
1623         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
1624         vq = portdev->c_ivq;
1625
1626         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1627         while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
1628                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1629
1630                 buf->len = len;
1631                 buf->offset = 0;
1632
1633                 handle_control_message(portdev, buf);
1634
1635                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1636                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
1637                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1638                                  "Error adding buffer to queue\n");
1639                         free_buf(buf);
1640                 }
1641         }
1642         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1643 }
1644
1645 static void out_intr(struct virtqueue *vq)
1646 {
1647         struct port *port;
1648
1649         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1650         if (!port)
1651                 return;
1652
1653         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1654 }
1655
1656 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
1657 {
1658         struct port *port;
1659         unsigned long flags;
1660
1661         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1662         if (!port)
1663                 return;
1664
1665         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
1666         port->inbuf = get_inbuf(port);
1667
1668         /*
1669          * Don't queue up data when port is closed.  This condition
1670          * can be reached when a console port is not yet connected (no
1671          * tty is spawned) and the host sends out data to console
1672          * ports.  For generic serial ports, the host won't
1673          * (shouldn't) send data till the guest is connected.
1674          */
1675         if (!port->guest_connected)
1676                 discard_port_data(port);
1677
1678         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
1679
1680         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1681
1682         /* Send a SIGIO indicating new data in case the process asked for it */
1683         send_sigio_to_port(port);
1684
1685         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
1686                 hvc_kick();
1687 }
1688
1689 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
1690 {
1691         struct ports_device *portdev;
1692
1693         portdev = vq->vdev->priv;
1694         schedule_work(&portdev->control_work);
1695 }
1696
1697 static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
1698 {
1699         struct ports_device *portdev;
1700
1701         portdev = vdev->priv;
1702
1703         if (!use_multiport(portdev)) {
1704                 struct port *port;
1705                 u16 rows, cols;
1706
1707                 vdev->config->get(vdev,
1708                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
1709                                   &cols, sizeof(u16));
1710                 vdev->config->get(vdev,
1711                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
1712                                   &rows, sizeof(u16));
1713
1714                 port = find_port_by_id(portdev, 0);
1715                 set_console_size(port, rows, cols);
1716
1717                 /*
1718                  * We'll use this way of resizing only for legacy
1719                  * support.  For newer userspace
1720                  * (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use control messages
1721                  * to indicate console size changes so that it can be
1722                  * done per-port.
1723                  */
1724                 resize_console(port);
1725         }
1726 }
1727
1728 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
1729 {
1730         vq_callback_t **io_callbacks;
1731         char **io_names;
1732         struct virtqueue **vqs;
1733         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
1734         int err;
1735
1736         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1737         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
1738
1739         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
1740         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
1741         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
1742         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1743                                   GFP_KERNEL);
1744         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1745                                    GFP_KERNEL);
1746         if (!vqs || !io_callbacks || !io_names || !portdev->in_vqs ||
1747             !portdev->out_vqs) {
1748                 err = -ENOMEM;
1749                 goto free;
1750         }
1751
1752         /*
1753          * For backward compat (newer host but older guest), the host
1754          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
1755          * 0 before others.
1756          */
1757         j = 0;
1758         io_callbacks[j] = in_intr;
1759         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1760         io_names[j] = "input";
1761         io_names[j + 1] = "output";
1762         j += 2;
1763
1764         if (use_multiport(portdev)) {
1765                 io_callbacks[j] = control_intr;
1766                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1767                 io_names[j] = "control-i";
1768                 io_names[j + 1] = "control-o";
1769
1770                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1771                         j += 2;
1772                         io_callbacks[j] = in_intr;
1773                         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1774                         io_names[j] = "input";
1775                         io_names[j + 1] = "output";
1776                 }
1777         }
1778         /* Find the queues. */
1779         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1780                                               io_callbacks,
1781                                               (const char **)io_names);
1782         if (err)
1783                 goto free;
1784
1785         j = 0;
1786         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1787         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1788         j += 2;
1789         if (use_multiport(portdev)) {
1790                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1791                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1792
1793                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1794                         j += 2;
1795                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1796                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1797                 }
1798         }
1799         kfree(io_names);
1800         kfree(io_callbacks);
1801         kfree(vqs);
1802
1803         return 0;
1804
1805 free:
1806         kfree(portdev->out_vqs);
1807         kfree(portdev->in_vqs);
1808         kfree(io_names);
1809         kfree(io_callbacks);
1810         kfree(vqs);
1811
1812         return err;
1813 }
1814
1815 static const struct file_operations portdev_fops = {
1816         .owner = THIS_MODULE,
1817 };
1818
1819 static void remove_vqs(struct ports_device *portdev)
1820 {
1821         portdev->vdev->config->del_vqs(portdev->vdev);
1822         kfree(portdev->in_vqs);
1823         kfree(portdev->out_vqs);
1824 }
1825
1826 static void remove_controlq_data(struct ports_device *portdev)
1827 {
1828         struct port_buffer *buf;
1829         unsigned int len;
1830
1831         if (!use_multiport(portdev))
1832                 return;
1833
1834         while ((buf = virtqueue_get_buf(portdev->c_ivq, &len)))
1835                 free_buf(buf);
1836
1837         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(portdev->c_ivq)))
1838                 free_buf(buf);
1839 }
1840
1841 /*
1842  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1843  * device.
1844  *
1845  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1846  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1847  * initialize each port found.
1848  */
1849 static int virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1850 {
1851         struct ports_device *portdev;
1852         int err;
1853         bool multiport;
1854         bool early = early_put_chars != NULL;
1855
1856         /* Ensure to read early_put_chars now */
1857         barrier();
1858
1859         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1860         if (!portdev) {
1861                 err = -ENOMEM;
1862                 goto fail;
1863         }
1864
1865         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1866         portdev->vdev = vdev;
1867         vdev->priv = portdev;
1868
1869         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1870         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1871         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1872
1873         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1874                                              &portdev_fops);
1875         if (portdev->chr_major < 0) {
1876                 dev_err(&vdev->dev,
1877                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1878                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1879                 err = portdev->chr_major;
1880                 goto free;
1881         }
1882
1883         multiport = false;
1884         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1885         if (virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1886                               offsetof(struct virtio_console_config,
1887                                        max_nr_ports),
1888                               &portdev->config.max_nr_ports) == 0)
1889                 multiport = true;
1890
1891         err = init_vqs(portdev);
1892         if (err < 0) {
1893                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1894                 goto free_chrdev;
1895         }
1896
1897         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1898         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1899
1900         if (multiport) {
1901                 unsigned int nr_added_bufs;
1902
1903                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1904                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1905
1906                 nr_added_bufs = fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1907                 if (!nr_added_bufs) {
1908                         dev_err(&vdev->dev,
1909                                 "Error allocating buffers for control queue\n");
1910                         err = -ENOMEM;
1911                         goto free_vqs;
1912                 }
1913         } else {
1914                 /*
1915                  * For backward compatibility: Create a console port
1916                  * if we're running on older host.
1917                  */
1918                 add_port(portdev, 0);
1919         }
1920
1921         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1922         list_add_tail(&portdev->list, &pdrvdata.portdevs);
1923         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1924
1925         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1926                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 1);
1927
1928         /*
1929          * If there was an early virtio console, assume that there are no
1930          * other consoles. We need to wait until the hvc_alloc matches the
1931          * hvc_instantiate, otherwise tty_open will complain, resulting in
1932          * a "Warning: unable to open an initial console" boot failure.
1933          * Without multiport this is done in add_port above. With multiport
1934          * this might take some host<->guest communication - thus we have to
1935          * wait.
1936          */
1937         if (multiport && early)
1938                 wait_for_completion(&early_console_added);
1939
1940         return 0;
1941
1942 free_vqs:
1943         /* The host might want to notify mgmt sw about device add failure */
1944         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1945                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 0);
1946         remove_vqs(portdev);
1947 free_chrdev:
1948         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1949 free:
1950         kfree(portdev);
1951 fail:
1952         return err;
1953 }
1954
1955 static void virtcons_remove(struct virtio_device *vdev)
1956 {
1957         struct ports_device *portdev;
1958         struct port *port, *port2;
1959
1960         portdev = vdev->priv;
1961
1962         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1963         list_del(&portdev->list);
1964         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1965
1966         /* Disable interrupts for vqs */
1967         vdev->config->reset(vdev);
1968         /* Finish up work that's lined up */
1969         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
1970
1971         list_for_each_entry_safe(port, port2, &portdev->ports, list)
1972                 unplug_port(port);
1973
1974         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1975
1976         /*
1977          * When yanking out a device, we immediately lose the
1978          * (device-side) queues.  So there's no point in keeping the
1979          * guest side around till we drop our final reference.  This
1980          * also means that any ports which are in an open state will
1981          * have to just stop using the port, as the vqs are going
1982          * away.
1983          */
1984         remove_controlq_data(portdev);
1985         remove_vqs(portdev);
1986         kfree(portdev);
1987 }
1988
1989 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1990         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1991         { 0 },
1992 };
1993
1994 static unsigned int features[] = {
1995         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1996         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1997 };
1998
1999 #ifdef CONFIG_PM
2000 static int virtcons_freeze(struct virtio_device *vdev)
2001 {
2002         struct ports_device *portdev;
2003         struct port *port;
2004
2005         portdev = vdev->priv;
2006
2007         vdev->config->reset(vdev);
2008
2009         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
2010         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
2011         /*
2012          * Once more: if control_work_handler() was running, it would
2013          * enable the cb as the last step.
2014          */
2015         virtqueue_disable_cb(portdev->c_ivq);
2016         remove_controlq_data(portdev);
2017
2018         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
2019                 virtqueue_disable_cb(port->in_vq);
2020                 virtqueue_disable_cb(port->out_vq);
2021                 /*
2022                  * We'll ask the host later if the new invocation has
2023                  * the port opened or closed.
2024                  */
2025                 port->host_connected = false;
2026                 remove_port_data(port);
2027         }
2028         remove_vqs(portdev);
2029
2030         return 0;
2031 }
2032
2033 static int virtcons_restore(struct virtio_device *vdev)
2034 {
2035         struct ports_device *portdev;
2036         struct port *port;
2037         int ret;
2038
2039         portdev = vdev->priv;
2040
2041         ret = init_vqs(portdev);
2042         if (ret)
2043                 return ret;
2044
2045         if (use_multiport(portdev))
2046                 fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
2047
2048         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list) {
2049                 port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
2050                 port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
2051
2052                 fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
2053
2054                 /* Get port open/close status on the host */
2055                 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
2056
2057                 /*
2058                  * If a port was open at the time of suspending, we
2059                  * have to let the host know that it's still open.
2060                  */
2061                 if (port->guest_connected)
2062                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
2063         }
2064         return 0;
2065 }
2066 #endif
2067
2068 static struct virtio_driver virtio_console = {
2069         .feature_table = features,
2070         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
2071         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
2072         .driver.owner = THIS_MODULE,
2073         .id_table =     id_table,
2074         .probe =        virtcons_probe,
2075         .remove =       virtcons_remove,
2076         .config_changed = config_intr,
2077 #ifdef CONFIG_PM
2078         .freeze =       virtcons_freeze,
2079         .restore =      virtcons_restore,
2080 #endif
2081 };
2082
2083 static int __init init(void)
2084 {
2085         int err;
2086
2087         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
2088         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
2089                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
2090                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
2091                 return err;
2092         }
2093
2094         pdrvdata.debugfs_dir = debugfs_create_dir("virtio-ports", NULL);
2095         if (!pdrvdata.debugfs_dir) {
2096                 pr_warning("Error %ld creating debugfs dir for virtio-ports\n",
2097                            PTR_ERR(pdrvdata.debugfs_dir));
2098         }
2099         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
2100         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.portdevs);
2101
2102         err = register_virtio_driver(&virtio_console);
2103         if (err < 0) {
2104                 pr_err("Error %d registering virtio driver\n", err);
2105                 goto free;
2106         }
2107         return 0;
2108 free:
2109         if (pdrvdata.debugfs_dir)
2110                 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
2111         class_destroy(pdrvdata.class);
2112         return err;
2113 }
2114
2115 static void __exit fini(void)
2116 {
2117         unregister_virtio_driver(&virtio_console);
2118
2119         class_destroy(pdrvdata.class);
2120         if (pdrvdata.debugfs_dir)
2121                 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
2122 }
2123 module_init(init);
2124 module_exit(fini);
2125
2126 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
2127 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
2128 MODULE_LICENSE("GPL");