[U-Boot] [PATCH 25/27] virtio: pci: Support non-legacy PCI transport device
Bin Meng
bmeng.cn at gmail.com
Sun Sep 23 13:42:23 UTC 2018
By default QEMU creates legacy PCI transport devices, but we can
ask QEMU to create non-legacy one if we pass additional device
property/value pairs in the command line:
-device virtio-blk-pci,disable-legacy=true,disable-modern=false
This adds a new driver driver to support non-legacy (modern) device
mode. Previous driver/file name is changed accordingly.
Signed-off-by: Bin Meng <bmeng.cn at gmail.com>
---
drivers/virtio/Makefile | 2 +-
.../virtio/{virtio_pci.c => virtio_pci_legacy.c} | 6 +-
drivers/virtio/virtio_pci_modern.c | 612 +++++++++++++++++++++
3 files changed, 616 insertions(+), 4 deletions(-)
rename drivers/virtio/{virtio_pci.c => virtio_pci_legacy.c} (98%)
create mode 100644 drivers/virtio/virtio_pci_modern.c
diff --git a/drivers/virtio/Makefile b/drivers/virtio/Makefile
index 5ee6183..072fb56 100644
--- a/drivers/virtio/Makefile
+++ b/drivers/virtio/Makefile
@@ -5,6 +5,6 @@
obj-y += virtio-uclass.o virtio_ring.o
obj-$(CONFIG_VIRTIO_MMIO) += virtio_mmio.o
-obj-$(CONFIG_VIRTIO_PCI) += virtio_pci.o
+obj-$(CONFIG_VIRTIO_PCI) += virtio_pci_legacy.o virtio_pci_modern.o
obj-$(CONFIG_VIRTIO_NET) += virtio_net.o
obj-$(CONFIG_VIRTIO_BLK) += virtio_blk.o
diff --git a/drivers/virtio/virtio_pci.c b/drivers/virtio/virtio_pci_legacy.c
similarity index 98%
rename from drivers/virtio/virtio_pci.c
rename to drivers/virtio/virtio_pci_legacy.c
index 12ecd84..ab40210 100644
--- a/drivers/virtio/virtio_pci.c
+++ b/drivers/virtio/virtio_pci_legacy.c
@@ -15,7 +15,7 @@
#include <linux/io.h>
#include "virtio_pci.h"
-#define VIRTIO_PCI_DRV_NAME "virtio-pci"
+#define VIRTIO_PCI_DRV_NAME "virtio-pci.l"
/* PCI device ID in the range 0x1000 to 0x103f */
#define VIRTIO_PCI_VENDOR_ID 0x1af4
@@ -340,7 +340,7 @@ static const struct dm_virtio_ops virtio_pci_ops = {
.notify = virtio_pci_notify,
};
-U_BOOT_DRIVER(virtio_pci) = {
+U_BOOT_DRIVER(virtio_pci_legacy) = {
.name = VIRTIO_PCI_DRV_NAME,
.id = UCLASS_VIRTIO,
.ops = &virtio_pci_ops,
@@ -417,4 +417,4 @@ static struct pci_device_id virtio_pci_supported[] = {
{},
};
-U_BOOT_PCI_DEVICE(virtio_pci, virtio_pci_supported);
+U_BOOT_PCI_DEVICE(virtio_pci_legacy, virtio_pci_supported);
diff --git a/drivers/virtio/virtio_pci_modern.c b/drivers/virtio/virtio_pci_modern.c
new file mode 100644
index 0000000..0241f1d
--- /dev/null
+++ b/drivers/virtio/virtio_pci_modern.c
@@ -0,0 +1,612 @@
+// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
+/*
+ * Copyright (C) 2018, Bin Meng <bmeng.cn at gmail.com>
+ *
+ * VirtIO PCI bus transport driver
+ * Ported from Linux drivers/virtio/virtio_pci*.c
+ */
+
+#include <common.h>
+#include <dm.h>
+#include <virtio.h>
+#include <virtio_ring.h>
+#include <dm/device.h>
+#include <linux/compat.h>
+#include <linux/io.h>
+#include "virtio_pci.h"
+
+#define VIRTIO_PCI_DRV_NAME "virtio-pci.m"
+
+/* PCI device ID in the range 0x1040 to 0x107f */
+#define VIRTIO_PCI_VENDOR_ID 0x1af4
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID00 0x1040
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID01 0x1041
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID02 0x1042
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID03 0x1043
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID04 0x1044
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID05 0x1045
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID06 0x1046
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID07 0x1047
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID08 0x1048
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID09 0x1049
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID0A 0x104a
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID0B 0x104b
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID0C 0x104c
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID0D 0x104d
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID0E 0x104e
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID0F 0x104f
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID10 0x1050
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID11 0x1051
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID12 0x1052
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID13 0x1053
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID14 0x1054
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID15 0x1055
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID16 0x1056
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID17 0x1057
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID18 0x1058
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID19 0x1059
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID1A 0x105a
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID1B 0x105b
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID1C 0x105c
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID1D 0x105d
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID1E 0x105e
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID1F 0x105f
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID20 0x1060
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID21 0x1061
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID22 0x1062
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID23 0x1063
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID24 0x1064
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID25 0x1065
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID26 0x1066
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID27 0x1067
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID28 0x1068
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID29 0x1069
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID2A 0x106a
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID2B 0x106b
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID2C 0x106c
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID2D 0x106d
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID2E 0x106e
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID2F 0x106f
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID30 0x1070
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID31 0x1071
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID32 0x1072
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID33 0x1073
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID34 0x1074
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID35 0x1075
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID36 0x1076
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID37 0x1077
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID38 0x1078
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID39 0x1079
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID3A 0x107a
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID3B 0x107b
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID3C 0x107c
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID3D 0x107d
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID3E 0x107e
+#define VIRTIO_PCI_DEVICE_ID3F 0x107f
+
+/**
+ * virtio pci transport driver private data
+ *
+ * @common: pci transport device common register block base
+ * @notify_base: pci transport device notify register block base
+ * @device: pci transport device device-specific register block base
+ * @device_len: pci transport device device-specific register block length
+ * @notify_offset_multiplier: multiply queue_notify_off by this value
+ */
+struct virtio_pci_priv {
+ struct virtio_pci_common_cfg __iomem *common;
+ void __iomem *notify_base;
+ void __iomem *device;
+ size_t device_len;
+ u32 notify_offset_multiplier;
+};
+
+static int virtio_pci_get_config(struct udevice *udev, unsigned int offset,
+ void *buf, unsigned int len)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+ u8 b;
+ __le16 w;
+ __le32 l;
+
+ WARN_ON(offset + len > priv->device_len);
+
+ switch (len) {
+ case 1:
+ b = ioread8(priv->device + offset);
+ memcpy(buf, &b, sizeof(b));
+ break;
+ case 2:
+ w = cpu_to_le16(ioread16(priv->device + offset));
+ memcpy(buf, &w, sizeof(w));
+ break;
+ case 4:
+ l = cpu_to_le32(ioread32(priv->device + offset));
+ memcpy(buf, &l, sizeof(l));
+ break;
+ case 8:
+ l = cpu_to_le32(ioread32(priv->device + offset));
+ memcpy(buf, &l, sizeof(l));
+ l = cpu_to_le32(ioread32(priv->device + offset + sizeof(l)));
+ memcpy(buf + sizeof(l), &l, sizeof(l));
+ break;
+ default:
+ WARN_ON(true);
+ }
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_set_config(struct udevice *udev, unsigned int offset,
+ const void *buf, unsigned int len)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+ u8 b;
+ __le16 w;
+ __le32 l;
+
+ WARN_ON(offset + len > priv->device_len);
+
+ switch (len) {
+ case 1:
+ memcpy(&b, buf, sizeof(b));
+ iowrite8(b, priv->device + offset);
+ break;
+ case 2:
+ memcpy(&w, buf, sizeof(w));
+ iowrite16(le16_to_cpu(w), priv->device + offset);
+ break;
+ case 4:
+ memcpy(&l, buf, sizeof(l));
+ iowrite32(le32_to_cpu(l), priv->device + offset);
+ break;
+ case 8:
+ memcpy(&l, buf, sizeof(l));
+ iowrite32(le32_to_cpu(l), priv->device + offset);
+ memcpy(&l, buf + sizeof(l), sizeof(l));
+ iowrite32(le32_to_cpu(l), priv->device + offset + sizeof(l));
+ break;
+ default:
+ WARN_ON(true);
+ }
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_generation(struct udevice *udev, u32 *counter)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+
+ *counter = ioread8(&priv->common->config_generation);
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_get_status(struct udevice *udev, u8 *status)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+
+ *status = ioread8(&priv->common->device_status);
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_set_status(struct udevice *udev, u8 status)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+
+ /* We should never be setting status to 0 */
+ WARN_ON(status == 0);
+
+ iowrite8(status, &priv->common->device_status);
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_reset(struct udevice *udev)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+
+ /* 0 status means a reset */
+ iowrite8(0, &priv->common->device_status);
+
+ /*
+ * After writing 0 to device_status, the driver MUST wait for a read
+ * of device_status to return 0 before reinitializing the device.
+ * This will flush out the status write, and flush in device writes,
+ * including MSi-X interrupts, if any.
+ */
+ while (ioread8(&priv->common->device_status))
+ udelay(1000);
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_get_features(struct udevice *udev, u64 *features)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+
+ iowrite32(0, &priv->common->device_feature_select);
+ *features = ioread32(&priv->common->device_feature);
+ iowrite32(1, &priv->common->device_feature_select);
+ *features |= ((u64)ioread32(&priv->common->device_feature) << 32);
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_set_features(struct udevice *udev)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+ struct virtio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(udev);
+
+ if (!__virtio_test_bit(udev, VIRTIO_F_VERSION_1)) {
+ debug("virtio: device uses modern interface but does not have VIRTIO_F_VERSION_1\n");
+ return -EINVAL;
+ }
+
+ iowrite32(0, &priv->common->guest_feature_select);
+ iowrite32((u32)uc_priv->features, &priv->common->guest_feature);
+ iowrite32(1, &priv->common->guest_feature_select);
+ iowrite32(uc_priv->features >> 32, &priv->common->guest_feature);
+
+ return 0;
+}
+
+static struct virtqueue *virtio_pci_setup_vq(struct udevice *udev,
+ unsigned int index)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+ struct virtio_pci_common_cfg __iomem *cfg = priv->common;
+ struct virtqueue *vq;
+ u16 num;
+ u64 addr;
+ int err;
+
+ if (index >= ioread16(&cfg->num_queues))
+ return ERR_PTR(-ENOENT);
+
+ /* Select the queue we're interested in */
+ iowrite16(index, &cfg->queue_select);
+
+ /* Check if queue is either not available or already active */
+ num = ioread16(&cfg->queue_size);
+ if (!num || ioread16(&cfg->queue_enable))
+ return ERR_PTR(-ENOENT);
+
+ if (num & (num - 1)) {
+ printf("(%s): bad queue size %u", udev->name, num);
+ return ERR_PTR(-EINVAL);
+ }
+
+ /* Create the vring */
+ vq = vring_create_virtqueue(index, num, VIRTIO_PCI_VRING_ALIGN, udev);
+ if (!vq) {
+ err = -ENOMEM;
+ goto error_available;
+ }
+
+ /* Activate the queue */
+ iowrite16(virtqueue_get_vring_size(vq), &cfg->queue_size);
+
+ addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
+ iowrite32((u32)addr, &cfg->queue_desc_lo);
+ iowrite32(addr >> 32, &cfg->queue_desc_hi);
+
+ addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
+ iowrite32((u32)addr, &cfg->queue_avail_lo);
+ iowrite32(addr >> 32, &cfg->queue_avail_hi);
+
+ addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
+ iowrite32((u32)addr, &cfg->queue_used_lo);
+ iowrite32(addr >> 32, &cfg->queue_used_hi);
+
+ iowrite16(1, &cfg->queue_enable);
+
+ return vq;
+
+error_available:
+ return ERR_PTR(err);
+}
+
+static void virtio_pci_del_vq(struct virtqueue *vq)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(vq->vdev);
+ unsigned int index = vq->index;
+
+ iowrite16(index, &priv->common->queue_select);
+
+ /* Select and deactivate the queue */
+ iowrite16(0, &priv->common->queue_enable);
+
+ vring_del_virtqueue(vq);
+}
+
+static int virtio_pci_del_vqs(struct udevice *udev)
+{
+ struct virtio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(udev);
+ struct virtqueue *vq, *n;
+
+ list_for_each_entry_safe(vq, n, &uc_priv->vqs, list)
+ virtio_pci_del_vq(vq);
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_find_vqs(struct udevice *udev, unsigned int nvqs,
+ struct virtqueue *vqs[])
+{
+ int i;
+
+ for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
+ vqs[i] = virtio_pci_setup_vq(udev, i);
+ if (IS_ERR(vqs[i])) {
+ virtio_pci_del_vqs(udev);
+ return PTR_ERR(vqs[i]);
+ }
+ }
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_notify(struct udevice *udev, struct virtqueue *vq)
+{
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+ u16 off;
+
+ /* Select the queue we're interested in */
+ iowrite16(vq->index, &priv->common->queue_select);
+
+ /* get offset of notification word for this vq */
+ off = ioread16(&priv->common->queue_notify_off);
+
+ /*
+ * We write the queue's selector into the notification register
+ * to signal the other end
+ */
+ iowrite16(vq->index,
+ priv->notify_base + off * priv->notify_offset_multiplier);
+
+ return 0;
+}
+
+/**
+ * virtio_pci_find_capability - walk capabilities to find device info
+ *
+ * @udev: the transport device
+ * @cfg_type: the VIRTIO_PCI_CAP_* value we seek
+ *
+ * @return offset of the configuration structure
+ */
+static int virtio_pci_find_capability(struct udevice *udev, u8 cfg_type)
+{
+ int pos;
+ int offset;
+ u8 type, bar;
+ u16 next;
+
+ for (pos = dm_pci_find_capability(udev, PCI_CAP_ID_VNDR);
+ pos > 0;
+ pos = dm_pci_find_next_capability(udev, pos, PCI_CAP_ID_VNDR)) {
+ offset = pos + offsetof(struct virtio_pci_cap, cfg_type);
+ dm_pci_read_config8(udev, offset, &type);
+ offset = pos + offsetof(struct virtio_pci_cap, bar);
+ dm_pci_read_config8(udev, offset, &bar);
+
+ /* Ignore structures with reserved BAR values */
+ if (bar > 0x5)
+ continue;
+
+ if (type == cfg_type)
+ return pos;
+
+ dm_pci_read_config16(udev, pos, &next);
+ pos = (next >> 8);
+ }
+
+ return 0;
+}
+
+/**
+ * virtio_pci_map_capability - map base address of the capability
+ *
+ * @udev: the transport device
+ * @off: offset of the configuration structure
+ *
+ * @return base address of the capability
+ */
+static void __iomem *virtio_pci_map_capability(struct udevice *udev, int off)
+{
+ u8 bar;
+ u32 offset;
+ ulong base;
+ void __iomem *p;
+
+ if (!off)
+ return NULL;
+
+ offset = off + offsetof(struct virtio_pci_cap, bar);
+ dm_pci_read_config8(udev, offset, &bar);
+ offset = off + offsetof(struct virtio_pci_cap, offset);
+ dm_pci_read_config32(udev, offset, &offset);
+
+ /*
+ * TODO: adding 64-bit BAR support
+ *
+ * Per spec, the BAR is permitted to be either 32-bit or 64-bit.
+ * For simplicity, only read the BAR address as 32-bit.
+ */
+ base = dm_pci_read_bar32(udev, bar);
+ p = (void __iomem *)base + offset;
+
+ return p;
+}
+
+static int virtio_pci_bind(struct udevice *udev)
+{
+ static int num_devs;
+ char name[20];
+
+ /* Create a unique device name */
+ sprintf(name, "%s#%u", VIRTIO_PCI_DRV_NAME, num_devs++);
+ device_set_name(udev, name);
+
+ return 0;
+}
+
+static int virtio_pci_probe(struct udevice *udev)
+{
+ struct pci_child_platdata *pplat = dev_get_parent_platdata(udev);
+ struct virtio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(udev);
+ struct virtio_pci_priv *priv = dev_get_priv(udev);
+ u16 subvendor;
+ u8 revision;
+ int common, notify, device;
+ int offset;
+
+ /* We only own devices >= 0x1040 and <= 0x107f: leave the rest. */
+ if (pplat->device < 0x1040 || pplat->device > 0x107f)
+ return -ENODEV;
+
+ /* Transitional devices must not have a PCI revision ID of 0 */
+ dm_pci_read_config8(udev, PCI_REVISION_ID, &revision);
+
+ /* Modern devices: simply use PCI device id, but start from 0x1040. */
+ uc_priv->device = pplat->device - 0x1040;
+ dm_pci_read_config16(udev, PCI_SUBSYSTEM_VENDOR_ID, &subvendor);
+ uc_priv->vendor = subvendor;
+
+ /* Check for a common config: if not, use legacy mode (bar 0) */
+ common = virtio_pci_find_capability(udev, VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG);
+ if (!common) {
+ printf("(%s): leaving for legacy driver\n", udev->name);
+ return -ENODEV;
+ }
+
+ /* If common is there, notify should be too */
+ notify = virtio_pci_find_capability(udev, VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG);
+ if (!notify) {
+ printf("(%s): missing capabilities %i/%i\n", udev->name,
+ common, notify);
+ return -EINVAL;
+ }
+
+ /*
+ * Device capability is only mandatory for devices that have
+ * device-specific configuration.
+ */
+ device = virtio_pci_find_capability(udev, VIRTIO_PCI_CAP_DEVICE_CFG);
+ if (device) {
+ offset = notify + offsetof(struct virtio_pci_cap, length);
+ dm_pci_read_config32(udev, offset, &priv->device_len);
+ }
+
+ /* Map configuration structures */
+ priv->common = virtio_pci_map_capability(udev, common);
+ priv->notify_base = virtio_pci_map_capability(udev, notify);
+ priv->device = virtio_pci_map_capability(udev, device);
+ debug("(%p): common @ %p, notify base @ %p, device @ %p\n",
+ udev, priv->common, priv->notify_base, priv->device);
+
+ /* Read notify_off_multiplier from config space */
+ offset = notify + offsetof(struct virtio_pci_notify_cap,
+ notify_off_multiplier);
+ dm_pci_read_config32(udev, offset, &priv->notify_offset_multiplier);
+
+ debug("(%s): device (%d) vendor (%08x) version (%d)\n", udev->name,
+ uc_priv->device, uc_priv->vendor, revision);
+
+ return 0;
+}
+
+static const struct dm_virtio_ops virtio_pci_ops = {
+ .get_config = virtio_pci_get_config,
+ .set_config = virtio_pci_set_config,
+ .generation = virtio_pci_generation,
+ .get_status = virtio_pci_get_status,
+ .set_status = virtio_pci_set_status,
+ .reset = virtio_pci_reset,
+ .get_features = virtio_pci_get_features,
+ .set_features = virtio_pci_set_features,
+ .find_vqs = virtio_pci_find_vqs,
+ .del_vqs = virtio_pci_del_vqs,
+ .notify = virtio_pci_notify,
+};
+
+U_BOOT_DRIVER(virtio_pci_modern) = {
+ .name = VIRTIO_PCI_DRV_NAME,
+ .id = UCLASS_VIRTIO,
+ .ops = &virtio_pci_ops,
+ .bind = virtio_pci_bind,
+ .probe = virtio_pci_probe,
+ .priv_auto_alloc_size = sizeof(struct virtio_pci_priv),
+};
+
+static struct pci_device_id virtio_pci_supported[] = {
+ { PCI_DEVICE(VIRTIO_PCI_VENDOR_ID, VIRTIO_PCI_DEVICE_ID00) },
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