xref: /kvmtool/include/kvm/virtio.h (revision 66ba0baea8743e6ac7142367ca58bd76b6f79c7b)
139d6af07SAsias He #ifndef KVM__VIRTIO_H
239d6af07SAsias He #define KVM__VIRTIO_H
339d6af07SAsias He 
4fb591944SMarc Zyngier #include <endian.h>
5fb591944SMarc Zyngier 
639d6af07SAsias He #include <linux/virtio_ring.h>
7b8f43678SSasha Levin #include <linux/virtio_pci.h>
839d6af07SAsias He 
93fdf659dSSasha Levin #include <linux/types.h>
1039d6af07SAsias He #include <sys/uio.h>
1139d6af07SAsias He 
1215c4e1efSJean-Philippe Brucker #include "kvm/barrier.h"
1339d6af07SAsias He #include "kvm/kvm.h"
1439d6af07SAsias He 
157f5ffaf5SAsias He #define VIRTIO_IRQ_LOW		0
167f5ffaf5SAsias He #define VIRTIO_IRQ_HIGH		1
177f5ffaf5SAsias He 
18c3a79fa1SSasha Levin #define VIRTIO_PCI_O_CONFIG	0
19c3a79fa1SSasha Levin #define VIRTIO_PCI_O_MSIX	1
20c3a79fa1SSasha Levin 
21fb591944SMarc Zyngier #define VIRTIO_ENDIAN_LE	(1 << 0)
22fb591944SMarc Zyngier #define VIRTIO_ENDIAN_BE	(1 << 1)
23fb591944SMarc Zyngier 
24b960f243SAndre Przywara #if __BYTE_ORDER__ == __ORDER_LITTLE_ENDIAN__
25b960f243SAndre Przywara #define VIRTIO_ENDIAN_HOST VIRTIO_ENDIAN_LE
26b960f243SAndre Przywara #else
27b960f243SAndre Przywara #define VIRTIO_ENDIAN_HOST VIRTIO_ENDIAN_BE
28b960f243SAndre Przywara #endif
29b960f243SAndre Przywara 
3039d6af07SAsias He struct virt_queue {
3139d6af07SAsias He 	struct vring	vring;
323fdf659dSSasha Levin 	u32		pfn;
3339d6af07SAsias He 	/* The last_avail_idx field is an index to ->ring of struct vring_avail.
3439d6af07SAsias He 	   It's where we assume the next request index is at.  */
353fdf659dSSasha Levin 	u16		last_avail_idx;
3651b1454fSAsias He 	u16		last_used_signalled;
37077a1096SMarc Zyngier 	u16		endian;
38b7af514cSJean-Philippe Brucker 	bool		use_event_idx;
3939d6af07SAsias He };
4039d6af07SAsias He 
41fb591944SMarc Zyngier /*
42fb591944SMarc Zyngier  * The default policy is not to cope with the guest endianness.
43fb591944SMarc Zyngier  * It also helps not breaking archs that do not care about supporting
44fb591944SMarc Zyngier  * such a configuration.
45fb591944SMarc Zyngier  */
46fb591944SMarc Zyngier #ifndef VIRTIO_RING_ENDIAN
47fb591944SMarc Zyngier #define VIRTIO_RING_ENDIAN VIRTIO_ENDIAN_HOST
48fb591944SMarc Zyngier #endif
49fb591944SMarc Zyngier 
50b960f243SAndre Przywara #if VIRTIO_RING_ENDIAN != VIRTIO_ENDIAN_HOST
51fb591944SMarc Zyngier 
52fb591944SMarc Zyngier static inline __u16 __virtio_g2h_u16(u16 endian, __u16 val)
53fb591944SMarc Zyngier {
54fb591944SMarc Zyngier 	return (endian == VIRTIO_ENDIAN_LE) ? le16toh(val) : be16toh(val);
55fb591944SMarc Zyngier }
56fb591944SMarc Zyngier 
57fb591944SMarc Zyngier static inline __u16 __virtio_h2g_u16(u16 endian, __u16 val)
58fb591944SMarc Zyngier {
59fb591944SMarc Zyngier 	return (endian == VIRTIO_ENDIAN_LE) ? htole16(val) : htobe16(val);
60fb591944SMarc Zyngier }
61fb591944SMarc Zyngier 
62fb591944SMarc Zyngier static inline __u32 __virtio_g2h_u32(u16 endian, __u32 val)
63fb591944SMarc Zyngier {
64fb591944SMarc Zyngier 	return (endian == VIRTIO_ENDIAN_LE) ? le32toh(val) : be32toh(val);
65fb591944SMarc Zyngier }
66fb591944SMarc Zyngier 
67fb591944SMarc Zyngier static inline __u32 __virtio_h2g_u32(u16 endian, __u32 val)
68fb591944SMarc Zyngier {
69fb591944SMarc Zyngier 	return (endian == VIRTIO_ENDIAN_LE) ? htole32(val) : htobe32(val);
70fb591944SMarc Zyngier }
71fb591944SMarc Zyngier 
72fb591944SMarc Zyngier static inline __u64 __virtio_g2h_u64(u16 endian, __u64 val)
73fb591944SMarc Zyngier {
74fb591944SMarc Zyngier 	return (endian == VIRTIO_ENDIAN_LE) ? le64toh(val) : be64toh(val);
75fb591944SMarc Zyngier }
76fb591944SMarc Zyngier 
77fb591944SMarc Zyngier static inline __u64 __virtio_h2g_u64(u16 endian, __u64 val)
78fb591944SMarc Zyngier {
79fb591944SMarc Zyngier 	return (endian == VIRTIO_ENDIAN_LE) ? htole64(val) : htobe64(val);
80fb591944SMarc Zyngier }
81fb591944SMarc Zyngier 
82fb591944SMarc Zyngier #define virtio_guest_to_host_u16(x, v)	__virtio_g2h_u16((x)->endian, (v))
83fb591944SMarc Zyngier #define virtio_host_to_guest_u16(x, v)	__virtio_h2g_u16((x)->endian, (v))
84fb591944SMarc Zyngier #define virtio_guest_to_host_u32(x, v)	__virtio_g2h_u32((x)->endian, (v))
85fb591944SMarc Zyngier #define virtio_host_to_guest_u32(x, v)	__virtio_h2g_u32((x)->endian, (v))
86fb591944SMarc Zyngier #define virtio_guest_to_host_u64(x, v)	__virtio_g2h_u64((x)->endian, (v))
87fb591944SMarc Zyngier #define virtio_host_to_guest_u64(x, v)	__virtio_h2g_u64((x)->endian, (v))
88fb591944SMarc Zyngier 
89fb591944SMarc Zyngier #else
90fb591944SMarc Zyngier 
91fb591944SMarc Zyngier #define virtio_guest_to_host_u16(x, v)	(v)
92fb591944SMarc Zyngier #define virtio_host_to_guest_u16(x, v)	(v)
93fb591944SMarc Zyngier #define virtio_guest_to_host_u32(x, v)	(v)
94fb591944SMarc Zyngier #define virtio_host_to_guest_u32(x, v)	(v)
95fb591944SMarc Zyngier #define virtio_guest_to_host_u64(x, v)	(v)
96fb591944SMarc Zyngier #define virtio_host_to_guest_u64(x, v)	(v)
97fb591944SMarc Zyngier 
98fb591944SMarc Zyngier #endif
99fb591944SMarc Zyngier 
1003fdf659dSSasha Levin static inline u16 virt_queue__pop(struct virt_queue *queue)
10139d6af07SAsias He {
102fb591944SMarc Zyngier 	__u16 guest_idx;
103fb591944SMarc Zyngier 
10415c4e1efSJean-Philippe Brucker 	/*
10515c4e1efSJean-Philippe Brucker 	 * The guest updates the avail index after writing the ring entry.
10615c4e1efSJean-Philippe Brucker 	 * Ensure that we read the updated entry once virt_queue__available()
10715c4e1efSJean-Philippe Brucker 	 * observes the new index.
10815c4e1efSJean-Philippe Brucker 	 */
10915c4e1efSJean-Philippe Brucker 	rmb();
11015c4e1efSJean-Philippe Brucker 
111fb591944SMarc Zyngier 	guest_idx = queue->vring.avail->ring[queue->last_avail_idx++ % queue->vring.num];
112fb591944SMarc Zyngier 	return virtio_guest_to_host_u16(queue, guest_idx);
11339d6af07SAsias He }
11439d6af07SAsias He 
1153fdf659dSSasha Levin static inline struct vring_desc *virt_queue__get_desc(struct virt_queue *queue, u16 desc_ndx)
11639d6af07SAsias He {
11739d6af07SAsias He 	return &queue->vring.desc[desc_ndx];
11839d6af07SAsias He }
11939d6af07SAsias He 
12039d6af07SAsias He static inline bool virt_queue__available(struct virt_queue *vq)
12139d6af07SAsias He {
122b7af514cSJean-Philippe Brucker 	u16 last_avail_idx = virtio_host_to_guest_u16(vq, vq->last_avail_idx);
123b7af514cSJean-Philippe Brucker 
124412aa73fSAmos Kong 	if (!vq->vring.avail)
125412aa73fSAmos Kong 		return 0;
12624a6fb44SSasha Levin 
127*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 	if (vq->use_event_idx) {
128b7af514cSJean-Philippe Brucker 		vring_avail_event(&vq->vring) = last_avail_idx;
129*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 		/*
130*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 		 * After the driver writes a new avail index, it reads the event
131*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 		 * index to see if we need any notification. Ensure that it
132*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 		 * reads the updated index, or else we'll miss the notification.
133*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 		 */
134*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 		mb();
135*66ba0baeSJean-Philippe Brucker 	}
136b7af514cSJean-Philippe Brucker 
137b7af514cSJean-Philippe Brucker 	return vq->vring.avail->idx != last_avail_idx;
13839d6af07SAsias He }
13939d6af07SAsias He 
1403fea89a9SWill Deacon void virt_queue__used_idx_advance(struct virt_queue *queue, u16 jump);
1413fea89a9SWill Deacon struct vring_used_elem * virt_queue__set_used_elem_no_update(struct virt_queue *queue, u32 head, u32 len, u16 offset);
1423fdf659dSSasha Levin struct vring_used_elem *virt_queue__set_used_elem(struct virt_queue *queue, u32 head, u32 len);
14339d6af07SAsias He 
14451b1454fSAsias He bool virtio_queue__should_signal(struct virt_queue *vq);
14538d4bf6eSAsias He u16 virt_queue__get_iov(struct virt_queue *vq, struct iovec iov[],
14638d4bf6eSAsias He 			u16 *out, u16 *in, struct kvm *kvm);
14738d4bf6eSAsias He u16 virt_queue__get_head_iov(struct virt_queue *vq, struct iovec iov[],
14838d4bf6eSAsias He 			     u16 *out, u16 *in, u16 head, struct kvm *kvm);
14908861bcfSAneesh Kumar K.V u16 virt_queue__get_inout_iov(struct kvm *kvm, struct virt_queue *queue,
15008861bcfSAneesh Kumar K.V 			      struct iovec in_iov[], struct iovec out_iov[],
15108861bcfSAneesh Kumar K.V 			      u16 *in, u16 *out);
1521382aba0SSasha Levin int virtio__get_dev_specific_field(int offset, bool msix, u32 *config_off);
153c3a79fa1SSasha Levin 
15402eca50cSAsias He enum virtio_trans {
15502eca50cSAsias He 	VIRTIO_PCI,
15602eca50cSAsias He 	VIRTIO_MMIO,
15702eca50cSAsias He };
15802eca50cSAsias He 
15902eca50cSAsias He struct virtio_device {
160627d6874SAsias He 	bool			use_vhost;
16102eca50cSAsias He 	void			*virtio;
16202eca50cSAsias He 	struct virtio_ops	*ops;
16319d98215SMarc Zyngier 	u16			endian;
16456a16c90SJean-Philippe Brucker 	u32			features;
16502eca50cSAsias He };
16602eca50cSAsias He 
16702eca50cSAsias He struct virtio_ops {
168c5ae742bSSasha Levin 	u8 *(*get_config)(struct kvm *kvm, void *dev);
16902eca50cSAsias He 	u32 (*get_host_features)(struct kvm *kvm, void *dev);
17002eca50cSAsias He 	void (*set_guest_features)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 features);
171c59ba304SWill Deacon 	int (*init_vq)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 vq, u32 page_size,
172c59ba304SWill Deacon 		       u32 align, u32 pfn);
17302eca50cSAsias He 	int (*notify_vq)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 vq);
17402eca50cSAsias He 	int (*get_pfn_vq)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 vq);
17502eca50cSAsias He 	int (*get_size_vq)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 vq);
17602eca50cSAsias He 	int (*set_size_vq)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 vq, int size);
17702eca50cSAsias He 	void (*notify_vq_gsi)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 vq, u32 gsi);
17802eca50cSAsias He 	void (*notify_vq_eventfd)(struct kvm *kvm, void *dev, u32 vq, u32 efd);
17902eca50cSAsias He 	int (*signal_vq)(struct kvm *kvm, struct virtio_device *vdev, u32 queueid);
18002eca50cSAsias He 	int (*signal_config)(struct kvm *kvm, struct virtio_device *vdev);
18104b53c16SSasha Levin 	void (*notify_status)(struct kvm *kvm, void *dev, u8 status);
18202eca50cSAsias He 	int (*init)(struct kvm *kvm, void *dev, struct virtio_device *vdev,
18302eca50cSAsias He 		    int device_id, int subsys_id, int class);
18402eca50cSAsias He 	int (*exit)(struct kvm *kvm, struct virtio_device *vdev);
18502eca50cSAsias He };
18602eca50cSAsias He 
18702eca50cSAsias He int virtio_init(struct kvm *kvm, void *dev, struct virtio_device *vdev,
18802eca50cSAsias He 		struct virtio_ops *ops, enum virtio_trans trans,
18902eca50cSAsias He 		int device_id, int subsys_id, int class);
19052f34d2cSAsias He int virtio_compat_add_message(const char *device, const char *config);
191dc7a55d6SSuzuki K. Poulose const char* virtio_trans_name(enum virtio_trans trans);
192e7e2950aSSasha Levin 
193e7e2950aSSasha Levin static inline void *virtio_get_vq(struct kvm *kvm, u32 pfn, u32 page_size)
194e7e2950aSSasha Levin {
195e7e2950aSSasha Levin 	return guest_flat_to_host(kvm, (u64)pfn * page_size);
196e7e2950aSSasha Levin }
197e7e2950aSSasha Levin 
198077a1096SMarc Zyngier static inline void virtio_init_device_vq(struct virtio_device *vdev,
199077a1096SMarc Zyngier 					 struct virt_queue *vq)
200077a1096SMarc Zyngier {
201077a1096SMarc Zyngier 	vq->endian = vdev->endian;
202b7af514cSJean-Philippe Brucker 	vq->use_event_idx = (vdev->features & VIRTIO_RING_F_EVENT_IDX);
203077a1096SMarc Zyngier }
204077a1096SMarc Zyngier 
20556a16c90SJean-Philippe Brucker void virtio_set_guest_features(struct kvm *kvm, struct virtio_device *vdev,
20656a16c90SJean-Philippe Brucker 			       void *dev, u32 features);
20756a16c90SJean-Philippe Brucker 
20839d6af07SAsias He #endif /* KVM__VIRTIO_H */
209