virtio: console: show error message if hvc_alloc fails for console ports
[linux-flexiantxendom0-3.2.10.git] / drivers / char / virtio_console.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2006, 2007, 2009 Rusty Russell, IBM Corporation
3  * Copyright (C) 2009, 2010 Red Hat, Inc.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  * (at your option) any later version.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
18  */
19 #include <linux/cdev.h>
20 #include <linux/debugfs.h>
21 #include <linux/device.h>
22 #include <linux/err.h>
23 #include <linux/fs.h>
24 #include <linux/init.h>
25 #include <linux/list.h>
26 #include <linux/poll.h>
27 #include <linux/sched.h>
28 #include <linux/spinlock.h>
29 #include <linux/virtio.h>
30 #include <linux/virtio_console.h>
31 #include <linux/wait.h>
32 #include <linux/workqueue.h>
33 #include "hvc_console.h"
34
35 /*
36  * This is a global struct for storing common data for all the devices
37  * this driver handles.
38  *
39  * Mainly, it has a linked list for all the consoles in one place so
40  * that callbacks from hvc for get_chars(), put_chars() work properly
41  * across multiple devices and multiple ports per device.
42  */
43 struct ports_driver_data {
44         /* Used for registering chardevs */
45         struct class *class;
46
47         /* Used for exporting per-port information to debugfs */
48         struct dentry *debugfs_dir;
49
50         /* Number of devices this driver is handling */
51         unsigned int index;
52
53         /*
54          * This is used to keep track of the number of hvc consoles
55          * spawned by this driver.  This number is given as the first
56          * argument to hvc_alloc().  To correctly map an initial
57          * console spawned via hvc_instantiate to the console being
58          * hooked up via hvc_alloc, we need to pass the same vtermno.
59          *
60          * We also just assume the first console being initialised was
61          * the first one that got used as the initial console.
62          */
63         unsigned int next_vtermno;
64
65         /* All the console devices handled by this driver */
66         struct list_head consoles;
67 };
68 static struct ports_driver_data pdrvdata;
69
70 DEFINE_SPINLOCK(pdrvdata_lock);
71
72 /* This struct holds information that's relevant only for console ports */
73 struct console {
74         /* We'll place all consoles in a list in the pdrvdata struct */
75         struct list_head list;
76
77         /* The hvc device associated with this console port */
78         struct hvc_struct *hvc;
79
80         /*
81          * This number identifies the number that we used to register
82          * with hvc in hvc_instantiate() and hvc_alloc(); this is the
83          * number passed on by the hvc callbacks to us to
84          * differentiate between the other console ports handled by
85          * this driver
86          */
87         u32 vtermno;
88 };
89
90 struct port_buffer {
91         char *buf;
92
93         /* size of the buffer in *buf above */
94         size_t size;
95
96         /* used length of the buffer */
97         size_t len;
98         /* offset in the buf from which to consume data */
99         size_t offset;
100 };
101
102 /*
103  * This is a per-device struct that stores data common to all the
104  * ports for that device (vdev->priv).
105  */
106 struct ports_device {
107         /*
108          * Workqueue handlers where we process deferred work after
109          * notification
110          */
111         struct work_struct control_work;
112         struct work_struct config_work;
113
114         struct list_head ports;
115
116         /* To protect the list of ports */
117         spinlock_t ports_lock;
118
119         /* To protect the vq operations for the control channel */
120         spinlock_t cvq_lock;
121
122         /* The current config space is stored here */
123         struct virtio_console_config config;
124
125         /* The virtio device we're associated with */
126         struct virtio_device *vdev;
127
128         /*
129          * A couple of virtqueues for the control channel: one for
130          * guest->host transfers, one for host->guest transfers
131          */
132         struct virtqueue *c_ivq, *c_ovq;
133
134         /* Array of per-port IO virtqueues */
135         struct virtqueue **in_vqs, **out_vqs;
136
137         /* Used for numbering devices for sysfs and debugfs */
138         unsigned int drv_index;
139
140         /* Major number for this device.  Ports will be created as minors. */
141         int chr_major;
142 };
143
144 /* This struct holds the per-port data */
145 struct port {
146         /* Next port in the list, head is in the ports_device */
147         struct list_head list;
148
149         /* Pointer to the parent virtio_console device */
150         struct ports_device *portdev;
151
152         /* The current buffer from which data has to be fed to readers */
153         struct port_buffer *inbuf;
154
155         /*
156          * To protect the operations on the in_vq associated with this
157          * port.  Has to be a spinlock because it can be called from
158          * interrupt context (get_char()).
159          */
160         spinlock_t inbuf_lock;
161
162         /* The IO vqs for this port */
163         struct virtqueue *in_vq, *out_vq;
164
165         /* File in the debugfs directory that exposes this port's information */
166         struct dentry *debugfs_file;
167
168         /*
169          * The entries in this struct will be valid if this port is
170          * hooked up to an hvc console
171          */
172         struct console cons;
173
174         /* Each port associates with a separate char device */
175         struct cdev cdev;
176         struct device *dev;
177
178         /* A waitqueue for poll() or blocking read operations */
179         wait_queue_head_t waitqueue;
180
181         /* The 'name' of the port that we expose via sysfs properties */
182         char *name;
183
184         /* The 'id' to identify the port with the Host */
185         u32 id;
186
187         /* Is the host device open */
188         bool host_connected;
189
190         /* We should allow only one process to open a port */
191         bool guest_connected;
192 };
193
194 /* This is the very early arch-specified put chars function. */
195 static int (*early_put_chars)(u32, const char *, int);
196
197 static struct port *find_port_by_vtermno(u32 vtermno)
198 {
199         struct port *port;
200         struct console *cons;
201         unsigned long flags;
202
203         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
204         list_for_each_entry(cons, &pdrvdata.consoles, list) {
205                 if (cons->vtermno == vtermno) {
206                         port = container_of(cons, struct port, cons);
207                         goto out;
208                 }
209         }
210         port = NULL;
211 out:
212         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
213         return port;
214 }
215
216 static struct port *find_port_by_id(struct ports_device *portdev, u32 id)
217 {
218         struct port *port;
219         unsigned long flags;
220
221         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
222         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
223                 if (port->id == id)
224                         goto out;
225         port = NULL;
226 out:
227         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
228
229         return port;
230 }
231
232 static struct port *find_port_by_vq(struct ports_device *portdev,
233                                     struct virtqueue *vq)
234 {
235         struct port *port;
236         unsigned long flags;
237
238         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
239         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
240                 if (port->in_vq == vq || port->out_vq == vq)
241                         goto out;
242         port = NULL;
243 out:
244         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
245         return port;
246 }
247
248 static bool is_console_port(struct port *port)
249 {
250         if (port->cons.hvc)
251                 return true;
252         return false;
253 }
254
255 static inline bool use_multiport(struct ports_device *portdev)
256 {
257         /*
258          * This condition can be true when put_chars is called from
259          * early_init
260          */
261         if (!portdev->vdev)
262                 return 0;
263         return portdev->vdev->features[0] & (1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT);
264 }
265
266 static void free_buf(struct port_buffer *buf)
267 {
268         kfree(buf->buf);
269         kfree(buf);
270 }
271
272 static struct port_buffer *alloc_buf(size_t buf_size)
273 {
274         struct port_buffer *buf;
275
276         buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
277         if (!buf)
278                 goto fail;
279         buf->buf = kzalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
280         if (!buf->buf)
281                 goto free_buf;
282         buf->len = 0;
283         buf->offset = 0;
284         buf->size = buf_size;
285         return buf;
286
287 free_buf:
288         kfree(buf);
289 fail:
290         return NULL;
291 }
292
293 /* Callers should take appropriate locks */
294 static void *get_inbuf(struct port *port)
295 {
296         struct port_buffer *buf;
297         struct virtqueue *vq;
298         unsigned int len;
299
300         vq = port->in_vq;
301         buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len);
302         if (buf) {
303                 buf->len = len;
304                 buf->offset = 0;
305         }
306         return buf;
307 }
308
309 /*
310  * Create a scatter-gather list representing our input buffer and put
311  * it in the queue.
312  *
313  * Callers should take appropriate locks.
314  */
315 static int add_inbuf(struct virtqueue *vq, struct port_buffer *buf)
316 {
317         struct scatterlist sg[1];
318         int ret;
319
320         sg_init_one(sg, buf->buf, buf->size);
321
322         ret = vq->vq_ops->add_buf(vq, sg, 0, 1, buf);
323         vq->vq_ops->kick(vq);
324         return ret;
325 }
326
327 /* Discard any unread data this port has. Callers lockers. */
328 static void discard_port_data(struct port *port)
329 {
330         struct port_buffer *buf;
331         struct virtqueue *vq;
332         unsigned int len;
333
334         vq = port->in_vq;
335         if (port->inbuf)
336                 buf = port->inbuf;
337         else
338                 buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len);
339
340         if (!buf)
341                 return;
342
343         if (add_inbuf(vq, buf) < 0) {
344                 buf->len = buf->offset = 0;
345                 dev_warn(port->dev, "Error adding buffer back to vq\n");
346                 return;
347         }
348
349         port->inbuf = NULL;
350 }
351
352 static bool port_has_data(struct port *port)
353 {
354         unsigned long flags;
355         bool ret;
356
357         ret = false;
358         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
359         if (port->inbuf)
360                 ret = true;
361         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
362
363         return ret;
364 }
365
366 static ssize_t send_control_msg(struct port *port, unsigned int event,
367                                 unsigned int value)
368 {
369         struct scatterlist sg[1];
370         struct virtio_console_control cpkt;
371         struct virtqueue *vq;
372         int len;
373
374         if (!use_multiport(port->portdev))
375                 return 0;
376
377         cpkt.id = port->id;
378         cpkt.event = event;
379         cpkt.value = value;
380
381         vq = port->portdev->c_ovq;
382
383         sg_init_one(sg, &cpkt, sizeof(cpkt));
384         if (vq->vq_ops->add_buf(vq, sg, 1, 0, &cpkt) >= 0) {
385                 vq->vq_ops->kick(vq);
386                 while (!vq->vq_ops->get_buf(vq, &len))
387                         cpu_relax();
388         }
389         return 0;
390 }
391
392 static ssize_t send_buf(struct port *port, void *in_buf, size_t in_count)
393 {
394         struct scatterlist sg[1];
395         struct virtqueue *out_vq;
396         ssize_t ret;
397         unsigned int len;
398
399         out_vq = port->out_vq;
400
401         sg_init_one(sg, in_buf, in_count);
402         ret = out_vq->vq_ops->add_buf(out_vq, sg, 1, 0, in_buf);
403
404         /* Tell Host to go! */
405         out_vq->vq_ops->kick(out_vq);
406
407         if (ret < 0) {
408                 len = 0;
409                 goto fail;
410         }
411
412         /*
413          * Wait till the host acknowledges it pushed out the data we
414          * sent. Also ensure we return to userspace the number of
415          * bytes that were successfully consumed by the host.
416          */
417         while (!out_vq->vq_ops->get_buf(out_vq, &len))
418                 cpu_relax();
419 fail:
420         /* We're expected to return the amount of data we wrote */
421         return len;
422 }
423
424 /*
425  * Give out the data that's requested from the buffer that we have
426  * queued up.
427  */
428 static ssize_t fill_readbuf(struct port *port, char *out_buf, size_t out_count,
429                             bool to_user)
430 {
431         struct port_buffer *buf;
432         unsigned long flags;
433
434         if (!out_count || !port_has_data(port))
435                 return 0;
436
437         buf = port->inbuf;
438         out_count = min(out_count, buf->len - buf->offset);
439
440         if (to_user) {
441                 ssize_t ret;
442
443                 ret = copy_to_user(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
444                 if (ret)
445                         return -EFAULT;
446         } else {
447                 memcpy(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
448         }
449
450         buf->offset += out_count;
451
452         if (buf->offset == buf->len) {
453                 /*
454                  * We're done using all the data in this buffer.
455                  * Re-queue so that the Host can send us more data.
456                  */
457                 spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
458                 port->inbuf = NULL;
459
460                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0)
461                         dev_warn(port->dev, "failed add_buf\n");
462
463                 spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
464         }
465         /* Return the number of bytes actually copied */
466         return out_count;
467 }
468
469 /* The condition that must be true for polling to end */
470 static bool wait_is_over(struct port *port)
471 {
472         return port_has_data(port) || !port->host_connected;
473 }
474
475 static ssize_t port_fops_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
476                               size_t count, loff_t *offp)
477 {
478         struct port *port;
479         ssize_t ret;
480
481         port = filp->private_data;
482
483         if (!port_has_data(port)) {
484                 /*
485                  * If nothing's connected on the host just return 0 in
486                  * case of list_empty; this tells the userspace app
487                  * that there's no connection
488                  */
489                 if (!port->host_connected)
490                         return 0;
491                 if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
492                         return -EAGAIN;
493
494                 ret = wait_event_interruptible(port->waitqueue,
495                                                wait_is_over(port));
496                 if (ret < 0)
497                         return ret;
498         }
499         /*
500          * We could've received a disconnection message while we were
501          * waiting for more data.
502          *
503          * This check is not clubbed in the if() statement above as we
504          * might receive some data as well as the host could get
505          * disconnected after we got woken up from our wait.  So we
506          * really want to give off whatever data we have and only then
507          * check for host_connected.
508          */
509         if (!port_has_data(port) && !port->host_connected)
510                 return 0;
511
512         return fill_readbuf(port, ubuf, count, true);
513 }
514
515 static ssize_t port_fops_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
516                                size_t count, loff_t *offp)
517 {
518         struct port *port;
519         char *buf;
520         ssize_t ret;
521
522         port = filp->private_data;
523
524         count = min((size_t)(32 * 1024), count);
525
526         buf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
527         if (!buf)
528                 return -ENOMEM;
529
530         ret = copy_from_user(buf, ubuf, count);
531         if (ret) {
532                 ret = -EFAULT;
533                 goto free_buf;
534         }
535
536         ret = send_buf(port, buf, count);
537 free_buf:
538         kfree(buf);
539         return ret;
540 }
541
542 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
543 {
544         struct port *port;
545         unsigned int ret;
546
547         port = filp->private_data;
548         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
549
550         ret = 0;
551         if (port->inbuf)
552                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
553         if (port->host_connected)
554                 ret |= POLLOUT;
555         if (!port->host_connected)
556                 ret |= POLLHUP;
557
558         return ret;
559 }
560
561 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
562 {
563         struct port *port;
564
565         port = filp->private_data;
566
567         /* Notify host of port being closed */
568         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
569
570         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
571         port->guest_connected = false;
572
573         discard_port_data(port);
574
575         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
576
577         return 0;
578 }
579
580 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
581 {
582         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
583         struct port *port;
584
585         port = container_of(cdev, struct port, cdev);
586         filp->private_data = port;
587
588         /*
589          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
590          * via /dev/hvc
591          */
592         if (is_console_port(port))
593                 return -ENXIO;
594
595         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
596         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
597         if (port->guest_connected) {
598                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
599                 return -EMFILE;
600         }
601
602         port->guest_connected = true;
603         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
604
605         /* Notify host of port being opened */
606         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
607
608         return 0;
609 }
610
611 /*
612  * The file operations that we support: programs in the guest can open
613  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
614  * close it.  The devices are at
615  *   /dev/vport<device number>p<port number>
616  */
617 static const struct file_operations port_fops = {
618         .owner = THIS_MODULE,
619         .open  = port_fops_open,
620         .read  = port_fops_read,
621         .write = port_fops_write,
622         .poll  = port_fops_poll,
623         .release = port_fops_release,
624 };
625
626 /*
627  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
628  *
629  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
630  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
631  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
632  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
633  */
634 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
635 {
636         struct port *port;
637
638         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
639         if (!port)
640                 return 0;
641
642         if (unlikely(early_put_chars))
643                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
644
645         return send_buf(port, (void *)buf, count);
646 }
647
648 /*
649  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
650  * when an interrupt is received.
651  *
652  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
653  * buffers that are queued up.
654  */
655 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
656 {
657         struct port *port;
658
659         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
660         if (!port)
661                 return 0;
662
663         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
664         BUG_ON(!port->in_vq);
665
666         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
667 }
668
669 static void resize_console(struct port *port)
670 {
671         struct virtio_device *vdev;
672         struct winsize ws;
673
674         vdev = port->portdev->vdev;
675         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE)) {
676                 vdev->config->get(vdev,
677                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
678                                   &ws.ws_col, sizeof(u16));
679                 vdev->config->get(vdev,
680                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
681                                   &ws.ws_row, sizeof(u16));
682                 hvc_resize(port->cons.hvc, ws);
683         }
684 }
685
686 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
687 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
688 {
689         struct port *port;
690
691         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
692         if (!port)
693                 return -EINVAL;
694
695         hp->irq_requested = 1;
696         resize_console(port);
697
698         return 0;
699 }
700
701 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
702 {
703         hp->irq_requested = 0;
704 }
705
706 /* The operations for console ports. */
707 static const struct hv_ops hv_ops = {
708         .get_chars = get_chars,
709         .put_chars = put_chars,
710         .notifier_add = notifier_add_vio,
711         .notifier_del = notifier_del_vio,
712         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
713 };
714
715 /*
716  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
717  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
718  * initialization of the net and block drivers.
719  *
720  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
721  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
722  * thing.
723  */
724 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
725 {
726         early_put_chars = put_chars;
727         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
728 }
729
730 int init_port_console(struct port *port)
731 {
732         int ret;
733
734         /*
735          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
736          * up with an hvc console.
737          *
738          * To set up and manage our virtual console, we call
739          * hvc_alloc().
740          *
741          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
742          * number.  The second argument is the parameter for the
743          * notification mechanism (like irq number).  We currently
744          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
745          *
746          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
747          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
748          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
749          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
750          */
751         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
752
753         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
754         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
755                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
756                 dev_err(port->dev,
757                         "error %d allocating hvc for port\n", ret);
758                 port->cons.hvc = NULL;
759                 return ret;
760         }
761         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
762         pdrvdata.next_vtermno++;
763         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
764         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
765         port->guest_connected = true;
766
767         /* Notify host of port being opened */
768         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
769
770         return 0;
771 }
772
773 static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
774                               struct device_attribute *attr, char *buffer)
775 {
776         struct port *port;
777
778         port = dev_get_drvdata(dev);
779
780         return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
781 }
782
783 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);
784
785 static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
786         &dev_attr_name.attr,
787         NULL
788 };
789
790 static struct attribute_group port_attribute_group = {
791         .name = NULL,           /* put in device directory */
792         .attrs = port_sysfs_entries,
793 };
794
795 static int debugfs_open(struct inode *inode, struct file *filp)
796 {
797         filp->private_data = inode->i_private;
798         return 0;
799 }
800
801 static ssize_t debugfs_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
802                             size_t count, loff_t *offp)
803 {
804         struct port *port;
805         char *buf;
806         ssize_t ret, out_offset, out_count;
807
808         out_count = 1024;
809         buf = kmalloc(out_count, GFP_KERNEL);
810         if (!buf)
811                 return -ENOMEM;
812
813         port = filp->private_data;
814         out_offset = 0;
815         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count,
816                                "name: %s\n", port->name ? port->name : "");
817         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
818                                "guest_connected: %d\n", port->guest_connected);
819         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
820                                "host_connected: %d\n", port->host_connected);
821         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
822                                "is_console: %s\n",
823                                is_console_port(port) ? "yes" : "no");
824         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
825                                "console_vtermno: %u\n", port->cons.vtermno);
826
827         ret = simple_read_from_buffer(ubuf, count, offp, buf, out_offset);
828         kfree(buf);
829         return ret;
830 }
831
832 static const struct file_operations port_debugfs_ops = {
833         .owner = THIS_MODULE,
834         .open  = debugfs_open,
835         .read  = debugfs_read,
836 };
837
838 /* Remove all port-specific data. */
839 static int remove_port(struct port *port)
840 {
841         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
842         list_del(&port->list);
843         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
844
845         if (is_console_port(port)) {
846                 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
847                 list_del(&port->cons.list);
848                 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
849                 hvc_remove(port->cons.hvc);
850         }
851         if (port->guest_connected)
852                 send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
853
854         while (port->in_vq->vq_ops->detach_unused_buf(port->in_vq))
855                 ;
856
857         sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
858         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
859         cdev_del(&port->cdev);
860
861         discard_port_data(port);
862         kfree(port->name);
863
864         debugfs_remove(port->debugfs_file);
865
866         kfree(port);
867         return 0;
868 }
869
870 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
871 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
872                                    struct port_buffer *buf)
873 {
874         struct virtio_console_control *cpkt;
875         struct port *port;
876         size_t name_size;
877         int err;
878
879         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
880
881         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
882         if (!port) {
883                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
884                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
885                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
886                 return;
887         }
888
889         switch (cpkt->event) {
890         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
891                 if (!cpkt->value)
892                         break;
893                 if (is_console_port(port))
894                         break;
895
896                 init_port_console(port);
897                 /*
898                  * Could remove the port here in case init fails - but
899                  * have to notify the host first.
900                  */
901                 break;
902         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE:
903                 if (!is_console_port(port))
904                         break;
905                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
906                 resize_console(port);
907                 break;
908         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
909                 port->host_connected = cpkt->value;
910                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
911                 break;
912         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
913                 /*
914                  * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
915                  * of the name that was sent
916                  */
917                 name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;
918
919                 port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
920                 if (!port->name) {
921                         dev_err(port->dev,
922                                 "Not enough space to store port name\n");
923                         break;
924                 }
925                 strncpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
926                         name_size - 1);
927                 port->name[name_size - 1] = 0;
928
929                 /*
930                  * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
931                  * create it only if we have a name for the port.
932                  */
933                 err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
934                                          &port_attribute_group);
935                 if (err)
936                         dev_err(port->dev,
937                                 "Error %d creating sysfs device attributes\n",
938                                 err);
939
940                 break;
941         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
942                 /*
943                  * Hot unplug the port.  We don't decrement nr_ports
944                  * since we don't want to deal with extra complexities
945                  * of using the lowest-available port id: We can just
946                  * pick up the nr_ports number as the id and not have
947                  * userspace send it to us.  This helps us in two
948                  * ways:
949                  *
950                  * - We don't need to have a 'port_id' field in the
951                  *   config space when a port is hot-added.  This is a
952                  *   good thing as we might queue up multiple hotplug
953                  *   requests issued in our workqueue.
954                  *
955                  * - Another way to deal with this would have been to
956                  *   use a bitmap of the active ports and select the
957                  *   lowest non-active port from that map.  That
958                  *   bloats the already tight config space and we
959                  *   would end up artificially limiting the
960                  *   max. number of ports to sizeof(bitmap).  Right
961                  *   now we can support 2^32 ports (as the port id is
962                  *   stored in a u32 type).
963                  *
964                  */
965                 remove_port(port);
966                 break;
967         }
968 }
969
970 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
971 {
972         struct ports_device *portdev;
973         struct virtqueue *vq;
974         struct port_buffer *buf;
975         unsigned int len;
976
977         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
978         vq = portdev->c_ivq;
979
980         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
981         while ((buf = vq->vq_ops->get_buf(vq, &len))) {
982                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
983
984                 buf->len = len;
985                 buf->offset = 0;
986
987                 handle_control_message(portdev, buf);
988
989                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
990                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
991                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
992                                  "Error adding buffer to queue\n");
993                         free_buf(buf);
994                 }
995         }
996         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
997 }
998
999 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
1000 {
1001         struct port *port;
1002         unsigned long flags;
1003
1004         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1005         if (!port)
1006                 return;
1007
1008         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
1009         port->inbuf = get_inbuf(port);
1010
1011         /*
1012          * Don't queue up data when port is closed.  This condition
1013          * can be reached when a console port is not yet connected (no
1014          * tty is spawned) and the host sends out data to console
1015          * ports.  For generic serial ports, the host won't
1016          * (shouldn't) send data till the guest is connected.
1017          */
1018         if (!port->guest_connected)
1019                 discard_port_data(port);
1020
1021         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
1022
1023         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1024
1025         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
1026                 hvc_kick();
1027 }
1028
1029 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
1030 {
1031         struct ports_device *portdev;
1032
1033         portdev = vq->vdev->priv;
1034         schedule_work(&portdev->control_work);
1035 }
1036
1037 static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
1038 {
1039         struct ports_device *portdev;
1040
1041         portdev = vdev->priv;
1042         if (use_multiport(portdev)) {
1043                 /* Handle port hot-add */
1044                 schedule_work(&portdev->config_work);
1045         }
1046         /*
1047          * We'll use this way of resizing only for legacy support.
1048          * For newer userspace (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use
1049          * control messages to indicate console size changes so that
1050          * it can be done per-port
1051          */
1052         resize_console(find_port_by_id(portdev, 0));
1053 }
1054
1055 static void fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
1056 {
1057         struct port_buffer *buf;
1058         int ret;
1059
1060         do {
1061                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1062                 if (!buf)
1063                         break;
1064
1065                 spin_lock_irq(lock);
1066                 ret = add_inbuf(vq, buf);
1067                 if (ret < 0) {
1068                         spin_unlock_irq(lock);
1069                         free_buf(buf);
1070                         break;
1071                 }
1072                 spin_unlock_irq(lock);
1073         } while (ret > 0);
1074 }
1075
1076 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
1077 {
1078         char debugfs_name[16];
1079         struct port *port;
1080         struct port_buffer *inbuf;
1081         dev_t devt;
1082         int err;
1083
1084         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
1085         if (!port) {
1086                 err = -ENOMEM;
1087                 goto fail;
1088         }
1089
1090         port->portdev = portdev;
1091         port->id = id;
1092
1093         port->name = NULL;
1094         port->inbuf = NULL;
1095         port->cons.hvc = NULL;
1096
1097         port->host_connected = port->guest_connected = false;
1098
1099         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
1100         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
1101
1102         cdev_init(&port->cdev, &port_fops);
1103
1104         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
1105         err = cdev_add(&port->cdev, devt, 1);
1106         if (err < 0) {
1107                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1108                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
1109                 goto free_port;
1110         }
1111         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
1112                                   devt, port, "vport%up%u",
1113                                   port->portdev->drv_index, id);
1114         if (IS_ERR(port->dev)) {
1115                 err = PTR_ERR(port->dev);
1116                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1117                         "Error %d creating device for port %u\n",
1118                         err, id);
1119                 goto free_cdev;
1120         }
1121
1122         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
1123         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
1124
1125         inbuf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1126         if (!inbuf) {
1127                 err = -ENOMEM;
1128                 goto free_device;
1129         }
1130
1131         /* Register the input buffer the first time. */
1132         add_inbuf(port->in_vq, inbuf);
1133
1134         /*
1135          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
1136          */
1137         if (!use_multiport(port->portdev)) {
1138                 err = init_port_console(port);
1139                 if (err)
1140                         goto free_inbuf;
1141         }
1142
1143         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
1144         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
1145         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
1146
1147         /*
1148          * Tell the Host we're set so that it can send us various
1149          * configuration parameters for this port (eg, port name,
1150          * caching, whether this is a console port, etc.)
1151          */
1152         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1153
1154         if (pdrvdata.debugfs_dir) {
1155                 /*
1156                  * Finally, create the debugfs file that we can use to
1157                  * inspect a port's state at any time
1158                  */
1159                 sprintf(debugfs_name, "vport%up%u",
1160                         port->portdev->drv_index, id);
1161                 port->debugfs_file = debugfs_create_file(debugfs_name, 0444,
1162                                                          pdrvdata.debugfs_dir,
1163                                                          port,
1164                                                          &port_debugfs_ops);
1165         }
1166         return 0;
1167
1168 free_inbuf:
1169         free_buf(inbuf);
1170 free_device:
1171         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1172 free_cdev:
1173         cdev_del(&port->cdev);
1174 free_port:
1175         kfree(port);
1176 fail:
1177         return err;
1178 }
1179
1180 /*
1181  * The workhandler for config-space updates.
1182  *
1183  * This is called when ports are hot-added.
1184  */
1185 static void config_work_handler(struct work_struct *work)
1186 {
1187         struct virtio_console_config virtconconf;
1188         struct ports_device *portdev;
1189         struct virtio_device *vdev;
1190         int err;
1191
1192         portdev = container_of(work, struct ports_device, config_work);
1193
1194         vdev = portdev->vdev;
1195         vdev->config->get(vdev,
1196                           offsetof(struct virtio_console_config, nr_ports),
1197                           &virtconconf.nr_ports,
1198                           sizeof(virtconconf.nr_ports));
1199
1200         if (portdev->config.nr_ports == virtconconf.nr_ports) {
1201                 /*
1202                  * Port 0 got hot-added.  Since we already did all the
1203                  * other initialisation for it, just tell the Host
1204                  * that the port is ready if we find the port.  In
1205                  * case the port was hot-removed earlier, we call
1206                  * add_port to add the port.
1207                  */
1208                 struct port *port;
1209
1210                 port = find_port_by_id(portdev, 0);
1211                 if (!port)
1212                         add_port(portdev, 0);
1213                 else
1214                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1215                 return;
1216         }
1217         if (virtconconf.nr_ports > portdev->config.max_nr_ports) {
1218                 dev_warn(&vdev->dev,
1219                          "More ports specified (%u) than allowed (%u)",
1220                          portdev->config.nr_ports + 1,
1221                          portdev->config.max_nr_ports);
1222                 return;
1223         }
1224         if (virtconconf.nr_ports < portdev->config.nr_ports)
1225                 return;
1226
1227         /* Hot-add ports */
1228         while (virtconconf.nr_ports - portdev->config.nr_ports) {
1229                 err = add_port(portdev, portdev->config.nr_ports);
1230                 if (err)
1231                         break;
1232                 portdev->config.nr_ports++;
1233         }
1234 }
1235
1236 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
1237 {
1238         vq_callback_t **io_callbacks;
1239         char **io_names;
1240         struct virtqueue **vqs;
1241         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
1242         int err;
1243
1244         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1245         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
1246
1247         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
1248         if (!vqs) {
1249                 err = -ENOMEM;
1250                 goto fail;
1251         }
1252         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
1253         if (!io_callbacks) {
1254                 err = -ENOMEM;
1255                 goto free_vqs;
1256         }
1257         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
1258         if (!io_names) {
1259                 err = -ENOMEM;
1260                 goto free_callbacks;
1261         }
1262         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1263                                   GFP_KERNEL);
1264         if (!portdev->in_vqs) {
1265                 err = -ENOMEM;
1266                 goto free_names;
1267         }
1268         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1269                                    GFP_KERNEL);
1270         if (!portdev->out_vqs) {
1271                 err = -ENOMEM;
1272                 goto free_invqs;
1273         }
1274
1275         /*
1276          * For backward compat (newer host but older guest), the host
1277          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
1278          * 0 before others.
1279          */
1280         j = 0;
1281         io_callbacks[j] = in_intr;
1282         io_callbacks[j + 1] = NULL;
1283         io_names[j] = "input";
1284         io_names[j + 1] = "output";
1285         j += 2;
1286
1287         if (use_multiport(portdev)) {
1288                 io_callbacks[j] = control_intr;
1289                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1290                 io_names[j] = "control-i";
1291                 io_names[j + 1] = "control-o";
1292
1293                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1294                         j += 2;
1295                         io_callbacks[j] = in_intr;
1296                         io_callbacks[j + 1] = NULL;
1297                         io_names[j] = "input";
1298                         io_names[j + 1] = "output";
1299                 }
1300         }
1301         /* Find the queues. */
1302         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1303                                               io_callbacks,
1304                                               (const char **)io_names);
1305         if (err)
1306                 goto free_outvqs;
1307
1308         j = 0;
1309         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1310         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1311         j += 2;
1312         if (use_multiport(portdev)) {
1313                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1314                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1315
1316                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1317                         j += 2;
1318                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1319                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1320                 }
1321         }
1322         kfree(io_callbacks);
1323         kfree(io_names);
1324         kfree(vqs);
1325
1326         return 0;
1327
1328 free_names:
1329         kfree(io_names);
1330 free_callbacks:
1331         kfree(io_callbacks);
1332 free_outvqs:
1333         kfree(portdev->out_vqs);
1334 free_invqs:
1335         kfree(portdev->in_vqs);
1336 free_vqs:
1337         kfree(vqs);
1338 fail:
1339         return err;
1340 }
1341
1342 static const struct file_operations portdev_fops = {
1343         .owner = THIS_MODULE,
1344 };
1345
1346 /*
1347  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1348  * device.
1349  *
1350  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1351  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1352  * initialize each port found.
1353  */
1354 static int __devinit virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1355 {
1356         struct ports_device *portdev;
1357         u32 i;
1358         int err;
1359         bool multiport;
1360
1361         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1362         if (!portdev) {
1363                 err = -ENOMEM;
1364                 goto fail;
1365         }
1366
1367         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1368         portdev->vdev = vdev;
1369         vdev->priv = portdev;
1370
1371         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1372         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1373         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1374
1375         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1376                                              &portdev_fops);
1377         if (portdev->chr_major < 0) {
1378                 dev_err(&vdev->dev,
1379                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1380                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1381                 err = portdev->chr_major;
1382                 goto free;
1383         }
1384
1385         multiport = false;
1386         portdev->config.nr_ports = 1;
1387         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1388         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT)) {
1389                 multiport = true;
1390                 vdev->features[0] |= 1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT;
1391
1392                 vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_console_config,
1393                                                  nr_ports),
1394                                   &portdev->config.nr_ports,
1395                                   sizeof(portdev->config.nr_ports));
1396                 vdev->config->get(vdev, offsetof(struct virtio_console_config,
1397                                                  max_nr_ports),
1398                                   &portdev->config.max_nr_ports,
1399                                   sizeof(portdev->config.max_nr_ports));
1400                 if (portdev->config.nr_ports > portdev->config.max_nr_ports) {
1401                         dev_warn(&vdev->dev,
1402                                  "More ports (%u) specified than allowed (%u). Will init %u ports.",
1403                                  portdev->config.nr_ports,
1404                                  portdev->config.max_nr_ports,
1405                                  portdev->config.max_nr_ports);
1406
1407                         portdev->config.nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1408                 }
1409         }
1410
1411         /* Let the Host know we support multiple ports.*/
1412         vdev->config->finalize_features(vdev);
1413
1414         err = init_vqs(portdev);
1415         if (err < 0) {
1416                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1417                 goto free_chrdev;
1418         }
1419
1420         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1421         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1422
1423         if (multiport) {
1424                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1425                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1426                 INIT_WORK(&portdev->config_work, &config_work_handler);
1427
1428                 fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1429         }
1430
1431         for (i = 0; i < portdev->config.nr_ports; i++)
1432                 add_port(portdev, i);
1433
1434         /* Start using the new console output. */
1435         early_put_chars = NULL;
1436         return 0;
1437
1438 free_chrdev:
1439         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1440 free:
1441         kfree(portdev);
1442 fail:
1443         return err;
1444 }
1445
1446 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1447         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1448         { 0 },
1449 };
1450
1451 static unsigned int features[] = {
1452         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1453         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1454 };
1455
1456 static struct virtio_driver virtio_console = {
1457         .feature_table = features,
1458         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
1459         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
1460         .driver.owner = THIS_MODULE,
1461         .id_table =     id_table,
1462         .probe =        virtcons_probe,
1463         .config_changed = config_intr,
1464 };
1465
1466 static int __init init(void)
1467 {
1468         int err;
1469
1470         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
1471         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
1472                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
1473                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
1474                 return err;
1475         }
1476
1477         pdrvdata.debugfs_dir = debugfs_create_dir("virtio-ports", NULL);
1478         if (!pdrvdata.debugfs_dir) {
1479                 pr_warning("Error %ld creating debugfs dir for virtio-ports\n",
1480                            PTR_ERR(pdrvdata.debugfs_dir));
1481         }
1482         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
1483
1484         return register_virtio_driver(&virtio_console);
1485 }
1486 module_init(init);
1487
1488 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
1489 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
1490 MODULE_LICENSE("GPL");