virtio: console: wait for first console port for early console output
[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, 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/init.h>
28 #include <linux/list.h>
29 #include <linux/poll.h>
30 #include <linux/sched.h>
31 #include <linux/slab.h>
32 #include <linux/spinlock.h>
33 #include <linux/virtio.h>
34 #include <linux/virtio_console.h>
35 #include <linux/wait.h>
36 #include <linux/workqueue.h>
37 #include "../tty/hvc/hvc_console.h"
38
39 /*
40  * This is a global struct for storing common data for all the devices
41  * this driver handles.
42  *
43  * Mainly, it has a linked list for all the consoles in one place so
44  * that callbacks from hvc for get_chars(), put_chars() work properly
45  * across multiple devices and multiple ports per device.
46  */
47 struct ports_driver_data {
48         /* Used for registering chardevs */
49         struct class *class;
50
51         /* Used for exporting per-port information to debugfs */
52         struct dentry *debugfs_dir;
53
54         /* List of all the devices we're handling */
55         struct list_head portdevs;
56
57         /* Number of devices this driver is handling */
58         unsigned int index;
59
60         /*
61          * This is used to keep track of the number of hvc consoles
62          * spawned by this driver.  This number is given as the first
63          * argument to hvc_alloc().  To correctly map an initial
64          * console spawned via hvc_instantiate to the console being
65          * hooked up via hvc_alloc, we need to pass the same vtermno.
66          *
67          * We also just assume the first console being initialised was
68          * the first one that got used as the initial console.
69          */
70         unsigned int next_vtermno;
71
72         /* All the console devices handled by this driver */
73         struct list_head consoles;
74 };
75 static struct ports_driver_data pdrvdata;
76
77 DEFINE_SPINLOCK(pdrvdata_lock);
78 DECLARE_COMPLETION(early_console_added);
79
80 /* This struct holds information that's relevant only for console ports */
81 struct console {
82         /* We'll place all consoles in a list in the pdrvdata struct */
83         struct list_head list;
84
85         /* The hvc device associated with this console port */
86         struct hvc_struct *hvc;
87
88         /* The size of the console */
89         struct winsize ws;
90
91         /*
92          * This number identifies the number that we used to register
93          * with hvc in hvc_instantiate() and hvc_alloc(); this is the
94          * number passed on by the hvc callbacks to us to
95          * differentiate between the other console ports handled by
96          * this driver
97          */
98         u32 vtermno;
99 };
100
101 struct port_buffer {
102         char *buf;
103
104         /* size of the buffer in *buf above */
105         size_t size;
106
107         /* used length of the buffer */
108         size_t len;
109         /* offset in the buf from which to consume data */
110         size_t offset;
111 };
112
113 /*
114  * This is a per-device struct that stores data common to all the
115  * ports for that device (vdev->priv).
116  */
117 struct ports_device {
118         /* Next portdev in the list, head is in the pdrvdata struct */
119         struct list_head list;
120
121         /*
122          * Workqueue handlers where we process deferred work after
123          * notification
124          */
125         struct work_struct control_work;
126
127         struct list_head ports;
128
129         /* To protect the list of ports */
130         spinlock_t ports_lock;
131
132         /* To protect the vq operations for the control channel */
133         spinlock_t cvq_lock;
134
135         /* The current config space is stored here */
136         struct virtio_console_config config;
137
138         /* The virtio device we're associated with */
139         struct virtio_device *vdev;
140
141         /*
142          * A couple of virtqueues for the control channel: one for
143          * guest->host transfers, one for host->guest transfers
144          */
145         struct virtqueue *c_ivq, *c_ovq;
146
147         /* Array of per-port IO virtqueues */
148         struct virtqueue **in_vqs, **out_vqs;
149
150         /* Used for numbering devices for sysfs and debugfs */
151         unsigned int drv_index;
152
153         /* Major number for this device.  Ports will be created as minors. */
154         int chr_major;
155 };
156
157 struct port_stats {
158         unsigned long bytes_sent, bytes_received, bytes_discarded;
159 };
160
161 /* This struct holds the per-port data */
162 struct port {
163         /* Next port in the list, head is in the ports_device */
164         struct list_head list;
165
166         /* Pointer to the parent virtio_console device */
167         struct ports_device *portdev;
168
169         /* The current buffer from which data has to be fed to readers */
170         struct port_buffer *inbuf;
171
172         /*
173          * To protect the operations on the in_vq associated with this
174          * port.  Has to be a spinlock because it can be called from
175          * interrupt context (get_char()).
176          */
177         spinlock_t inbuf_lock;
178
179         /* Protect the operations on the out_vq. */
180         spinlock_t outvq_lock;
181
182         /* The IO vqs for this port */
183         struct virtqueue *in_vq, *out_vq;
184
185         /* File in the debugfs directory that exposes this port's information */
186         struct dentry *debugfs_file;
187
188         /*
189          * Keep count of the bytes sent, received and discarded for
190          * this port for accounting and debugging purposes.  These
191          * counts are not reset across port open / close events.
192          */
193         struct port_stats stats;
194
195         /*
196          * The entries in this struct will be valid if this port is
197          * hooked up to an hvc console
198          */
199         struct console cons;
200
201         /* Each port associates with a separate char device */
202         struct cdev *cdev;
203         struct device *dev;
204
205         /* Reference-counting to handle port hot-unplugs and file operations */
206         struct kref kref;
207
208         /* A waitqueue for poll() or blocking read operations */
209         wait_queue_head_t waitqueue;
210
211         /* The 'name' of the port that we expose via sysfs properties */
212         char *name;
213
214         /* We can notify apps of host connect / disconnect events via SIGIO */
215         struct fasync_struct *async_queue;
216
217         /* The 'id' to identify the port with the Host */
218         u32 id;
219
220         bool outvq_full;
221
222         /* Is the host device open */
223         bool host_connected;
224
225         /* We should allow only one process to open a port */
226         bool guest_connected;
227 };
228
229 /* This is the very early arch-specified put chars function. */
230 static int (*early_put_chars)(u32, const char *, int);
231
232 static struct port *find_port_by_vtermno(u32 vtermno)
233 {
234         struct port *port;
235         struct console *cons;
236         unsigned long flags;
237
238         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
239         list_for_each_entry(cons, &pdrvdata.consoles, list) {
240                 if (cons->vtermno == vtermno) {
241                         port = container_of(cons, struct port, cons);
242                         goto out;
243                 }
244         }
245         port = NULL;
246 out:
247         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
248         return port;
249 }
250
251 static struct port *find_port_by_devt_in_portdev(struct ports_device *portdev,
252                                                  dev_t dev)
253 {
254         struct port *port;
255         unsigned long flags;
256
257         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
258         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
259                 if (port->cdev->dev == dev)
260                         goto out;
261         port = NULL;
262 out:
263         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
264
265         return port;
266 }
267
268 static struct port *find_port_by_devt(dev_t dev)
269 {
270         struct ports_device *portdev;
271         struct port *port;
272         unsigned long flags;
273
274         spin_lock_irqsave(&pdrvdata_lock, flags);
275         list_for_each_entry(portdev, &pdrvdata.portdevs, list) {
276                 port = find_port_by_devt_in_portdev(portdev, dev);
277                 if (port)
278                         goto out;
279         }
280         port = NULL;
281 out:
282         spin_unlock_irqrestore(&pdrvdata_lock, flags);
283         return port;
284 }
285
286 static struct port *find_port_by_id(struct ports_device *portdev, u32 id)
287 {
288         struct port *port;
289         unsigned long flags;
290
291         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
292         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
293                 if (port->id == id)
294                         goto out;
295         port = NULL;
296 out:
297         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
298
299         return port;
300 }
301
302 static struct port *find_port_by_vq(struct ports_device *portdev,
303                                     struct virtqueue *vq)
304 {
305         struct port *port;
306         unsigned long flags;
307
308         spin_lock_irqsave(&portdev->ports_lock, flags);
309         list_for_each_entry(port, &portdev->ports, list)
310                 if (port->in_vq == vq || port->out_vq == vq)
311                         goto out;
312         port = NULL;
313 out:
314         spin_unlock_irqrestore(&portdev->ports_lock, flags);
315         return port;
316 }
317
318 static bool is_console_port(struct port *port)
319 {
320         if (port->cons.hvc)
321                 return true;
322         return false;
323 }
324
325 static inline bool use_multiport(struct ports_device *portdev)
326 {
327         /*
328          * This condition can be true when put_chars is called from
329          * early_init
330          */
331         if (!portdev->vdev)
332                 return 0;
333         return portdev->vdev->features[0] & (1 << VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT);
334 }
335
336 static void free_buf(struct port_buffer *buf)
337 {
338         kfree(buf->buf);
339         kfree(buf);
340 }
341
342 static struct port_buffer *alloc_buf(size_t buf_size)
343 {
344         struct port_buffer *buf;
345
346         buf = kmalloc(sizeof(*buf), GFP_KERNEL);
347         if (!buf)
348                 goto fail;
349         buf->buf = kzalloc(buf_size, GFP_KERNEL);
350         if (!buf->buf)
351                 goto free_buf;
352         buf->len = 0;
353         buf->offset = 0;
354         buf->size = buf_size;
355         return buf;
356
357 free_buf:
358         kfree(buf);
359 fail:
360         return NULL;
361 }
362
363 /* Callers should take appropriate locks */
364 static struct port_buffer *get_inbuf(struct port *port)
365 {
366         struct port_buffer *buf;
367         unsigned int len;
368
369         if (port->inbuf)
370                 return port->inbuf;
371
372         buf = virtqueue_get_buf(port->in_vq, &len);
373         if (buf) {
374                 buf->len = len;
375                 buf->offset = 0;
376                 port->stats.bytes_received += len;
377         }
378         return buf;
379 }
380
381 /*
382  * Create a scatter-gather list representing our input buffer and put
383  * it in the queue.
384  *
385  * Callers should take appropriate locks.
386  */
387 static int add_inbuf(struct virtqueue *vq, struct port_buffer *buf)
388 {
389         struct scatterlist sg[1];
390         int ret;
391
392         sg_init_one(sg, buf->buf, buf->size);
393
394         ret = virtqueue_add_buf(vq, sg, 0, 1, buf);
395         virtqueue_kick(vq);
396         return ret;
397 }
398
399 /* Discard any unread data this port has. Callers lockers. */
400 static void discard_port_data(struct port *port)
401 {
402         struct port_buffer *buf;
403         unsigned int err;
404
405         if (!port->portdev) {
406                 /* Device has been unplugged.  vqs are already gone. */
407                 return;
408         }
409         buf = get_inbuf(port);
410
411         err = 0;
412         while (buf) {
413                 port->stats.bytes_discarded += buf->len - buf->offset;
414                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0) {
415                         err++;
416                         free_buf(buf);
417                 }
418                 port->inbuf = NULL;
419                 buf = get_inbuf(port);
420         }
421         if (err)
422                 dev_warn(port->dev, "Errors adding %d buffers back to vq\n",
423                          err);
424 }
425
426 static bool port_has_data(struct port *port)
427 {
428         unsigned long flags;
429         bool ret;
430
431         ret = false;
432         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
433         port->inbuf = get_inbuf(port);
434         if (port->inbuf)
435                 ret = true;
436
437         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
438         return ret;
439 }
440
441 static ssize_t __send_control_msg(struct ports_device *portdev, u32 port_id,
442                                   unsigned int event, unsigned int value)
443 {
444         struct scatterlist sg[1];
445         struct virtio_console_control cpkt;
446         struct virtqueue *vq;
447         unsigned int len;
448
449         if (!use_multiport(portdev))
450                 return 0;
451
452         cpkt.id = port_id;
453         cpkt.event = event;
454         cpkt.value = value;
455
456         vq = portdev->c_ovq;
457
458         sg_init_one(sg, &cpkt, sizeof(cpkt));
459         if (virtqueue_add_buf(vq, sg, 1, 0, &cpkt) >= 0) {
460                 virtqueue_kick(vq);
461                 while (!virtqueue_get_buf(vq, &len))
462                         cpu_relax();
463         }
464         return 0;
465 }
466
467 static ssize_t send_control_msg(struct port *port, unsigned int event,
468                                 unsigned int value)
469 {
470         /* Did the port get unplugged before userspace closed it? */
471         if (port->portdev)
472                 return __send_control_msg(port->portdev, port->id, event, value);
473         return 0;
474 }
475
476 /* Callers must take the port->outvq_lock */
477 static void reclaim_consumed_buffers(struct port *port)
478 {
479         void *buf;
480         unsigned int len;
481
482         if (!port->portdev) {
483                 /* Device has been unplugged.  vqs are already gone. */
484                 return;
485         }
486         while ((buf = virtqueue_get_buf(port->out_vq, &len))) {
487                 kfree(buf);
488                 port->outvq_full = false;
489         }
490 }
491
492 static ssize_t send_buf(struct port *port, void *in_buf, size_t in_count,
493                         bool nonblock)
494 {
495         struct scatterlist sg[1];
496         struct virtqueue *out_vq;
497         ssize_t ret;
498         unsigned long flags;
499         unsigned int len;
500
501         out_vq = port->out_vq;
502
503         spin_lock_irqsave(&port->outvq_lock, flags);
504
505         reclaim_consumed_buffers(port);
506
507         sg_init_one(sg, in_buf, in_count);
508         ret = virtqueue_add_buf(out_vq, sg, 1, 0, in_buf);
509
510         /* Tell Host to go! */
511         virtqueue_kick(out_vq);
512
513         if (ret < 0) {
514                 in_count = 0;
515                 goto done;
516         }
517
518         if (ret == 0)
519                 port->outvq_full = true;
520
521         if (nonblock)
522                 goto done;
523
524         /*
525          * Wait till the host acknowledges it pushed out the data we
526          * sent.  This is done for data from the hvc_console; the tty
527          * operations are performed with spinlocks held so we can't
528          * sleep here.  An alternative would be to copy the data to a
529          * buffer and relax the spinning requirement.  The downside is
530          * we need to kmalloc a GFP_ATOMIC buffer each time the
531          * console driver writes something out.
532          */
533         while (!virtqueue_get_buf(out_vq, &len))
534                 cpu_relax();
535 done:
536         spin_unlock_irqrestore(&port->outvq_lock, flags);
537
538         port->stats.bytes_sent += in_count;
539         /*
540          * We're expected to return the amount of data we wrote -- all
541          * of it
542          */
543         return in_count;
544 }
545
546 /*
547  * Give out the data that's requested from the buffer that we have
548  * queued up.
549  */
550 static ssize_t fill_readbuf(struct port *port, char *out_buf, size_t out_count,
551                             bool to_user)
552 {
553         struct port_buffer *buf;
554         unsigned long flags;
555
556         if (!out_count || !port_has_data(port))
557                 return 0;
558
559         buf = port->inbuf;
560         out_count = min(out_count, buf->len - buf->offset);
561
562         if (to_user) {
563                 ssize_t ret;
564
565                 ret = copy_to_user(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
566                 if (ret)
567                         return -EFAULT;
568         } else {
569                 memcpy(out_buf, buf->buf + buf->offset, out_count);
570         }
571
572         buf->offset += out_count;
573
574         if (buf->offset == buf->len) {
575                 /*
576                  * We're done using all the data in this buffer.
577                  * Re-queue so that the Host can send us more data.
578                  */
579                 spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
580                 port->inbuf = NULL;
581
582                 if (add_inbuf(port->in_vq, buf) < 0)
583                         dev_warn(port->dev, "failed add_buf\n");
584
585                 spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
586         }
587         /* Return the number of bytes actually copied */
588         return out_count;
589 }
590
591 /* The condition that must be true for polling to end */
592 static bool will_read_block(struct port *port)
593 {
594         if (!port->guest_connected) {
595                 /* Port got hot-unplugged. Let's exit. */
596                 return false;
597         }
598         return !port_has_data(port) && port->host_connected;
599 }
600
601 static bool will_write_block(struct port *port)
602 {
603         bool ret;
604
605         if (!port->guest_connected) {
606                 /* Port got hot-unplugged. Let's exit. */
607                 return false;
608         }
609         if (!port->host_connected)
610                 return true;
611
612         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
613         /*
614          * Check if the Host has consumed any buffers since we last
615          * sent data (this is only applicable for nonblocking ports).
616          */
617         reclaim_consumed_buffers(port);
618         ret = port->outvq_full;
619         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
620
621         return ret;
622 }
623
624 static ssize_t port_fops_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
625                               size_t count, loff_t *offp)
626 {
627         struct port *port;
628         ssize_t ret;
629
630         port = filp->private_data;
631
632         if (!port_has_data(port)) {
633                 /*
634                  * If nothing's connected on the host just return 0 in
635                  * case of list_empty; this tells the userspace app
636                  * that there's no connection
637                  */
638                 if (!port->host_connected)
639                         return 0;
640                 if (filp->f_flags & O_NONBLOCK)
641                         return -EAGAIN;
642
643                 ret = wait_event_freezable(port->waitqueue,
644                                            !will_read_block(port));
645                 if (ret < 0)
646                         return ret;
647         }
648         /* Port got hot-unplugged. */
649         if (!port->guest_connected)
650                 return -ENODEV;
651         /*
652          * We could've received a disconnection message while we were
653          * waiting for more data.
654          *
655          * This check is not clubbed in the if() statement above as we
656          * might receive some data as well as the host could get
657          * disconnected after we got woken up from our wait.  So we
658          * really want to give off whatever data we have and only then
659          * check for host_connected.
660          */
661         if (!port_has_data(port) && !port->host_connected)
662                 return 0;
663
664         return fill_readbuf(port, ubuf, count, true);
665 }
666
667 static ssize_t port_fops_write(struct file *filp, const char __user *ubuf,
668                                size_t count, loff_t *offp)
669 {
670         struct port *port;
671         char *buf;
672         ssize_t ret;
673         bool nonblock;
674
675         /* Userspace could be out to fool us */
676         if (!count)
677                 return 0;
678
679         port = filp->private_data;
680
681         nonblock = filp->f_flags & O_NONBLOCK;
682
683         if (will_write_block(port)) {
684                 if (nonblock)
685                         return -EAGAIN;
686
687                 ret = wait_event_freezable(port->waitqueue,
688                                            !will_write_block(port));
689                 if (ret < 0)
690                         return ret;
691         }
692         /* Port got hot-unplugged. */
693         if (!port->guest_connected)
694                 return -ENODEV;
695
696         count = min((size_t)(32 * 1024), count);
697
698         buf = kmalloc(count, GFP_KERNEL);
699         if (!buf)
700                 return -ENOMEM;
701
702         ret = copy_from_user(buf, ubuf, count);
703         if (ret) {
704                 ret = -EFAULT;
705                 goto free_buf;
706         }
707
708         /*
709          * We now ask send_buf() to not spin for generic ports -- we
710          * can re-use the same code path that non-blocking file
711          * descriptors take for blocking file descriptors since the
712          * wait is already done and we're certain the write will go
713          * through to the host.
714          */
715         nonblock = true;
716         ret = send_buf(port, buf, count, nonblock);
717
718         if (nonblock && ret > 0)
719                 goto out;
720
721 free_buf:
722         kfree(buf);
723 out:
724         return ret;
725 }
726
727 static unsigned int port_fops_poll(struct file *filp, poll_table *wait)
728 {
729         struct port *port;
730         unsigned int ret;
731
732         port = filp->private_data;
733         poll_wait(filp, &port->waitqueue, wait);
734
735         if (!port->guest_connected) {
736                 /* Port got unplugged */
737                 return POLLHUP;
738         }
739         ret = 0;
740         if (!will_read_block(port))
741                 ret |= POLLIN | POLLRDNORM;
742         if (!will_write_block(port))
743                 ret |= POLLOUT;
744         if (!port->host_connected)
745                 ret |= POLLHUP;
746
747         return ret;
748 }
749
750 static void remove_port(struct kref *kref);
751
752 static int port_fops_release(struct inode *inode, struct file *filp)
753 {
754         struct port *port;
755
756         port = filp->private_data;
757
758         /* Notify host of port being closed */
759         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 0);
760
761         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
762         port->guest_connected = false;
763
764         discard_port_data(port);
765
766         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
767
768         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
769         reclaim_consumed_buffers(port);
770         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
771
772         /*
773          * Locks aren't necessary here as a port can't be opened after
774          * unplug, and if a port isn't unplugged, a kref would already
775          * exist for the port.  Plus, taking ports_lock here would
776          * create a dependency on other locks taken by functions
777          * inside remove_port if we're the last holder of the port,
778          * creating many problems.
779          */
780         kref_put(&port->kref, remove_port);
781
782         return 0;
783 }
784
785 static int port_fops_open(struct inode *inode, struct file *filp)
786 {
787         struct cdev *cdev = inode->i_cdev;
788         struct port *port;
789         int ret;
790
791         port = find_port_by_devt(cdev->dev);
792         filp->private_data = port;
793
794         /* Prevent against a port getting hot-unplugged at the same time */
795         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
796         kref_get(&port->kref);
797         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
798
799         /*
800          * Don't allow opening of console port devices -- that's done
801          * via /dev/hvc
802          */
803         if (is_console_port(port)) {
804                 ret = -ENXIO;
805                 goto out;
806         }
807
808         /* Allow only one process to open a particular port at a time */
809         spin_lock_irq(&port->inbuf_lock);
810         if (port->guest_connected) {
811                 spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
812                 ret = -EMFILE;
813                 goto out;
814         }
815
816         port->guest_connected = true;
817         spin_unlock_irq(&port->inbuf_lock);
818
819         spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
820         /*
821          * There might be a chance that we missed reclaiming a few
822          * buffers in the window of the port getting previously closed
823          * and opening now.
824          */
825         reclaim_consumed_buffers(port);
826         spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
827
828         nonseekable_open(inode, filp);
829
830         /* Notify host of port being opened */
831         send_control_msg(filp->private_data, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
832
833         return 0;
834 out:
835         kref_put(&port->kref, remove_port);
836         return ret;
837 }
838
839 static int port_fops_fasync(int fd, struct file *filp, int mode)
840 {
841         struct port *port;
842
843         port = filp->private_data;
844         return fasync_helper(fd, filp, mode, &port->async_queue);
845 }
846
847 /*
848  * The file operations that we support: programs in the guest can open
849  * a console device, read from it, write to it, poll for data and
850  * close it.  The devices are at
851  *   /dev/vport<device number>p<port number>
852  */
853 static const struct file_operations port_fops = {
854         .owner = THIS_MODULE,
855         .open  = port_fops_open,
856         .read  = port_fops_read,
857         .write = port_fops_write,
858         .poll  = port_fops_poll,
859         .release = port_fops_release,
860         .fasync = port_fops_fasync,
861         .llseek = no_llseek,
862 };
863
864 /*
865  * The put_chars() callback is pretty straightforward.
866  *
867  * We turn the characters into a scatter-gather list, add it to the
868  * output queue and then kick the Host.  Then we sit here waiting for
869  * it to finish: inefficient in theory, but in practice
870  * implementations will do it immediately (lguest's Launcher does).
871  */
872 static int put_chars(u32 vtermno, const char *buf, int count)
873 {
874         struct port *port;
875
876         if (unlikely(early_put_chars))
877                 return early_put_chars(vtermno, buf, count);
878
879         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
880         if (!port)
881                 return -EPIPE;
882
883         return send_buf(port, (void *)buf, count, false);
884 }
885
886 /*
887  * get_chars() is the callback from the hvc_console infrastructure
888  * when an interrupt is received.
889  *
890  * We call out to fill_readbuf that gets us the required data from the
891  * buffers that are queued up.
892  */
893 static int get_chars(u32 vtermno, char *buf, int count)
894 {
895         struct port *port;
896
897         /* If we've not set up the port yet, we have no input to give. */
898         if (unlikely(early_put_chars))
899                 return 0;
900
901         port = find_port_by_vtermno(vtermno);
902         if (!port)
903                 return -EPIPE;
904
905         /* If we don't have an input queue yet, we can't get input. */
906         BUG_ON(!port->in_vq);
907
908         return fill_readbuf(port, buf, count, false);
909 }
910
911 static void resize_console(struct port *port)
912 {
913         struct virtio_device *vdev;
914
915         /* The port could have been hot-unplugged */
916         if (!port || !is_console_port(port))
917                 return;
918
919         vdev = port->portdev->vdev;
920         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE))
921                 hvc_resize(port->cons.hvc, port->cons.ws);
922 }
923
924 /* We set the configuration at this point, since we now have a tty */
925 static int notifier_add_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
926 {
927         struct port *port;
928
929         port = find_port_by_vtermno(hp->vtermno);
930         if (!port)
931                 return -EINVAL;
932
933         hp->irq_requested = 1;
934         resize_console(port);
935
936         return 0;
937 }
938
939 static void notifier_del_vio(struct hvc_struct *hp, int data)
940 {
941         hp->irq_requested = 0;
942 }
943
944 /* The operations for console ports. */
945 static const struct hv_ops hv_ops = {
946         .get_chars = get_chars,
947         .put_chars = put_chars,
948         .notifier_add = notifier_add_vio,
949         .notifier_del = notifier_del_vio,
950         .notifier_hangup = notifier_del_vio,
951 };
952
953 /*
954  * Console drivers are initialized very early so boot messages can go
955  * out, so we do things slightly differently from the generic virtio
956  * initialization of the net and block drivers.
957  *
958  * At this stage, the console is output-only.  It's too early to set
959  * up a virtqueue, so we let the drivers do some boutique early-output
960  * thing.
961  */
962 int __init virtio_cons_early_init(int (*put_chars)(u32, const char *, int))
963 {
964         early_put_chars = put_chars;
965         return hvc_instantiate(0, 0, &hv_ops);
966 }
967
968 int init_port_console(struct port *port)
969 {
970         int ret;
971
972         /*
973          * The Host's telling us this port is a console port.  Hook it
974          * up with an hvc console.
975          *
976          * To set up and manage our virtual console, we call
977          * hvc_alloc().
978          *
979          * The first argument of hvc_alloc() is the virtual console
980          * number.  The second argument is the parameter for the
981          * notification mechanism (like irq number).  We currently
982          * leave this as zero, virtqueues have implicit notifications.
983          *
984          * The third argument is a "struct hv_ops" containing the
985          * put_chars() get_chars(), notifier_add() and notifier_del()
986          * pointers.  The final argument is the output buffer size: we
987          * can do any size, so we put PAGE_SIZE here.
988          */
989         port->cons.vtermno = pdrvdata.next_vtermno;
990
991         port->cons.hvc = hvc_alloc(port->cons.vtermno, 0, &hv_ops, PAGE_SIZE);
992         if (IS_ERR(port->cons.hvc)) {
993                 ret = PTR_ERR(port->cons.hvc);
994                 dev_err(port->dev,
995                         "error %d allocating hvc for port\n", ret);
996                 port->cons.hvc = NULL;
997                 return ret;
998         }
999         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1000         pdrvdata.next_vtermno++;
1001         list_add_tail(&port->cons.list, &pdrvdata.consoles);
1002         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1003         port->guest_connected = true;
1004
1005         /*
1006          * Start using the new console output if this is the first
1007          * console to come up.
1008          */
1009         if (early_put_chars)
1010                 early_put_chars = NULL;
1011
1012         /* Notify host of port being opened */
1013         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN, 1);
1014
1015         return 0;
1016 }
1017
1018 static ssize_t show_port_name(struct device *dev,
1019                               struct device_attribute *attr, char *buffer)
1020 {
1021         struct port *port;
1022
1023         port = dev_get_drvdata(dev);
1024
1025         return sprintf(buffer, "%s\n", port->name);
1026 }
1027
1028 static DEVICE_ATTR(name, S_IRUGO, show_port_name, NULL);
1029
1030 static struct attribute *port_sysfs_entries[] = {
1031         &dev_attr_name.attr,
1032         NULL
1033 };
1034
1035 static struct attribute_group port_attribute_group = {
1036         .name = NULL,           /* put in device directory */
1037         .attrs = port_sysfs_entries,
1038 };
1039
1040 static int debugfs_open(struct inode *inode, struct file *filp)
1041 {
1042         filp->private_data = inode->i_private;
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 static ssize_t debugfs_read(struct file *filp, char __user *ubuf,
1047                             size_t count, loff_t *offp)
1048 {
1049         struct port *port;
1050         char *buf;
1051         ssize_t ret, out_offset, out_count;
1052
1053         out_count = 1024;
1054         buf = kmalloc(out_count, GFP_KERNEL);
1055         if (!buf)
1056                 return -ENOMEM;
1057
1058         port = filp->private_data;
1059         out_offset = 0;
1060         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count,
1061                                "name: %s\n", port->name ? port->name : "");
1062         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1063                                "guest_connected: %d\n", port->guest_connected);
1064         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1065                                "host_connected: %d\n", port->host_connected);
1066         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1067                                "outvq_full: %d\n", port->outvq_full);
1068         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1069                                "bytes_sent: %lu\n", port->stats.bytes_sent);
1070         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1071                                "bytes_received: %lu\n",
1072                                port->stats.bytes_received);
1073         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1074                                "bytes_discarded: %lu\n",
1075                                port->stats.bytes_discarded);
1076         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1077                                "is_console: %s\n",
1078                                is_console_port(port) ? "yes" : "no");
1079         out_offset += snprintf(buf + out_offset, out_count - out_offset,
1080                                "console_vtermno: %u\n", port->cons.vtermno);
1081
1082         ret = simple_read_from_buffer(ubuf, count, offp, buf, out_offset);
1083         kfree(buf);
1084         return ret;
1085 }
1086
1087 static const struct file_operations port_debugfs_ops = {
1088         .owner = THIS_MODULE,
1089         .open  = debugfs_open,
1090         .read  = debugfs_read,
1091 };
1092
1093 static void set_console_size(struct port *port, u16 rows, u16 cols)
1094 {
1095         if (!port || !is_console_port(port))
1096                 return;
1097
1098         port->cons.ws.ws_row = rows;
1099         port->cons.ws.ws_col = cols;
1100 }
1101
1102 static unsigned int fill_queue(struct virtqueue *vq, spinlock_t *lock)
1103 {
1104         struct port_buffer *buf;
1105         unsigned int nr_added_bufs;
1106         int ret;
1107
1108         nr_added_bufs = 0;
1109         do {
1110                 buf = alloc_buf(PAGE_SIZE);
1111                 if (!buf)
1112                         break;
1113
1114                 spin_lock_irq(lock);
1115                 ret = add_inbuf(vq, buf);
1116                 if (ret < 0) {
1117                         spin_unlock_irq(lock);
1118                         free_buf(buf);
1119                         break;
1120                 }
1121                 nr_added_bufs++;
1122                 spin_unlock_irq(lock);
1123         } while (ret > 0);
1124
1125         return nr_added_bufs;
1126 }
1127
1128 static void send_sigio_to_port(struct port *port)
1129 {
1130         if (port->async_queue && port->guest_connected)
1131                 kill_fasync(&port->async_queue, SIGIO, POLL_OUT);
1132 }
1133
1134 static int add_port(struct ports_device *portdev, u32 id)
1135 {
1136         char debugfs_name[16];
1137         struct port *port;
1138         struct port_buffer *buf;
1139         dev_t devt;
1140         unsigned int nr_added_bufs;
1141         int err;
1142
1143         port = kmalloc(sizeof(*port), GFP_KERNEL);
1144         if (!port) {
1145                 err = -ENOMEM;
1146                 goto fail;
1147         }
1148         kref_init(&port->kref);
1149
1150         port->portdev = portdev;
1151         port->id = id;
1152
1153         port->name = NULL;
1154         port->inbuf = NULL;
1155         port->cons.hvc = NULL;
1156         port->async_queue = NULL;
1157
1158         port->cons.ws.ws_row = port->cons.ws.ws_col = 0;
1159
1160         port->host_connected = port->guest_connected = false;
1161         port->stats = (struct port_stats) { 0 };
1162
1163         port->outvq_full = false;
1164
1165         port->in_vq = portdev->in_vqs[port->id];
1166         port->out_vq = portdev->out_vqs[port->id];
1167
1168         port->cdev = cdev_alloc();
1169         if (!port->cdev) {
1170                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev, "Error allocating cdev\n");
1171                 err = -ENOMEM;
1172                 goto free_port;
1173         }
1174         port->cdev->ops = &port_fops;
1175
1176         devt = MKDEV(portdev->chr_major, id);
1177         err = cdev_add(port->cdev, devt, 1);
1178         if (err < 0) {
1179                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1180                         "Error %d adding cdev for port %u\n", err, id);
1181                 goto free_cdev;
1182         }
1183         port->dev = device_create(pdrvdata.class, &port->portdev->vdev->dev,
1184                                   devt, port, "vport%up%u",
1185                                   port->portdev->drv_index, id);
1186         if (IS_ERR(port->dev)) {
1187                 err = PTR_ERR(port->dev);
1188                 dev_err(&port->portdev->vdev->dev,
1189                         "Error %d creating device for port %u\n",
1190                         err, id);
1191                 goto free_cdev;
1192         }
1193
1194         spin_lock_init(&port->inbuf_lock);
1195         spin_lock_init(&port->outvq_lock);
1196         init_waitqueue_head(&port->waitqueue);
1197
1198         /* Fill the in_vq with buffers so the host can send us data. */
1199         nr_added_bufs = fill_queue(port->in_vq, &port->inbuf_lock);
1200         if (!nr_added_bufs) {
1201                 dev_err(port->dev, "Error allocating inbufs\n");
1202                 err = -ENOMEM;
1203                 goto free_device;
1204         }
1205
1206         /*
1207          * If we're not using multiport support, this has to be a console port
1208          */
1209         if (!use_multiport(port->portdev)) {
1210                 err = init_port_console(port);
1211                 if (err)
1212                         goto free_inbufs;
1213         }
1214
1215         spin_lock_irq(&portdev->ports_lock);
1216         list_add_tail(&port->list, &port->portdev->ports);
1217         spin_unlock_irq(&portdev->ports_lock);
1218
1219         /*
1220          * Tell the Host we're set so that it can send us various
1221          * configuration parameters for this port (eg, port name,
1222          * caching, whether this is a console port, etc.)
1223          */
1224         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1225
1226         if (pdrvdata.debugfs_dir) {
1227                 /*
1228                  * Finally, create the debugfs file that we can use to
1229                  * inspect a port's state at any time
1230                  */
1231                 sprintf(debugfs_name, "vport%up%u",
1232                         port->portdev->drv_index, id);
1233                 port->debugfs_file = debugfs_create_file(debugfs_name, 0444,
1234                                                          pdrvdata.debugfs_dir,
1235                                                          port,
1236                                                          &port_debugfs_ops);
1237         }
1238         return 0;
1239
1240 free_inbufs:
1241         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1242                 free_buf(buf);
1243 free_device:
1244         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1245 free_cdev:
1246         cdev_del(port->cdev);
1247 free_port:
1248         kfree(port);
1249 fail:
1250         /* The host might want to notify management sw about port add failure */
1251         __send_control_msg(portdev, id, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 0);
1252         return err;
1253 }
1254
1255 /* No users remain, remove all port-specific data. */
1256 static void remove_port(struct kref *kref)
1257 {
1258         struct port *port;
1259
1260         port = container_of(kref, struct port, kref);
1261
1262         sysfs_remove_group(&port->dev->kobj, &port_attribute_group);
1263         device_destroy(pdrvdata.class, port->dev->devt);
1264         cdev_del(port->cdev);
1265
1266         kfree(port->name);
1267
1268         debugfs_remove(port->debugfs_file);
1269
1270         kfree(port);
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Port got unplugged.  Remove port from portdev's list and drop the
1275  * kref reference.  If no userspace has this port opened, it will
1276  * result in immediate removal the port.
1277  */
1278 static void unplug_port(struct port *port)
1279 {
1280         struct port_buffer *buf;
1281
1282         spin_lock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1283         list_del(&port->list);
1284         spin_unlock_irq(&port->portdev->ports_lock);
1285
1286         if (port->guest_connected) {
1287                 port->guest_connected = false;
1288                 port->host_connected = false;
1289                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1290
1291                 /* Let the app know the port is going down. */
1292                 send_sigio_to_port(port);
1293         }
1294
1295         if (is_console_port(port)) {
1296                 spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1297                 list_del(&port->cons.list);
1298                 spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1299                 hvc_remove(port->cons.hvc);
1300         }
1301
1302         /* Remove unused data this port might have received. */
1303         discard_port_data(port);
1304
1305         reclaim_consumed_buffers(port);
1306
1307         /* Remove buffers we queued up for the Host to send us data in. */
1308         while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(port->in_vq)))
1309                 free_buf(buf);
1310
1311         /*
1312          * We should just assume the device itself has gone off --
1313          * else a close on an open port later will try to send out a
1314          * control message.
1315          */
1316         port->portdev = NULL;
1317
1318         /*
1319          * Locks around here are not necessary - a port can't be
1320          * opened after we removed the port struct from ports_list
1321          * above.
1322          */
1323         kref_put(&port->kref, remove_port);
1324 }
1325
1326 /* Any private messages that the Host and Guest want to share */
1327 static void handle_control_message(struct ports_device *portdev,
1328                                    struct port_buffer *buf)
1329 {
1330         struct virtio_console_control *cpkt;
1331         struct port *port;
1332         size_t name_size;
1333         int err;
1334
1335         cpkt = (struct virtio_console_control *)(buf->buf + buf->offset);
1336
1337         port = find_port_by_id(portdev, cpkt->id);
1338         if (!port && cpkt->event != VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD) {
1339                 /* No valid header at start of buffer.  Drop it. */
1340                 dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1341                         "Invalid index %u in control packet\n", cpkt->id);
1342                 return;
1343         }
1344
1345         switch (cpkt->event) {
1346         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_ADD:
1347                 if (port) {
1348                         dev_dbg(&portdev->vdev->dev,
1349                                 "Port %u already added\n", port->id);
1350                         send_control_msg(port, VIRTIO_CONSOLE_PORT_READY, 1);
1351                         break;
1352                 }
1353                 if (cpkt->id >= portdev->config.max_nr_ports) {
1354                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1355                                 "Request for adding port with out-of-bound id %u, max. supported id: %u\n",
1356                                 cpkt->id, portdev->config.max_nr_ports - 1);
1357                         break;
1358                 }
1359                 add_port(portdev, cpkt->id);
1360                 break;
1361         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_REMOVE:
1362                 unplug_port(port);
1363                 break;
1364         case VIRTIO_CONSOLE_CONSOLE_PORT:
1365                 if (!cpkt->value)
1366                         break;
1367                 if (is_console_port(port))
1368                         break;
1369
1370                 init_port_console(port);
1371                 complete(&early_console_added);
1372                 /*
1373                  * Could remove the port here in case init fails - but
1374                  * have to notify the host first.
1375                  */
1376                 break;
1377         case VIRTIO_CONSOLE_RESIZE: {
1378                 struct {
1379                         __u16 rows;
1380                         __u16 cols;
1381                 } size;
1382
1383                 if (!is_console_port(port))
1384                         break;
1385
1386                 memcpy(&size, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1387                        sizeof(size));
1388                 set_console_size(port, size.rows, size.cols);
1389
1390                 port->cons.hvc->irq_requested = 1;
1391                 resize_console(port);
1392                 break;
1393         }
1394         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_OPEN:
1395                 port->host_connected = cpkt->value;
1396                 wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1397                 /*
1398                  * If the host port got closed and the host had any
1399                  * unconsumed buffers, we'll be able to reclaim them
1400                  * now.
1401                  */
1402                 spin_lock_irq(&port->outvq_lock);
1403                 reclaim_consumed_buffers(port);
1404                 spin_unlock_irq(&port->outvq_lock);
1405
1406                 /*
1407                  * If the guest is connected, it'll be interested in
1408                  * knowing the host connection state changed.
1409                  */
1410                 send_sigio_to_port(port);
1411                 break;
1412         case VIRTIO_CONSOLE_PORT_NAME:
1413                 /*
1414                  * If we woke up after hibernation, we can get this
1415                  * again.  Skip it in that case.
1416                  */
1417                 if (port->name)
1418                         break;
1419
1420                 /*
1421                  * Skip the size of the header and the cpkt to get the size
1422                  * of the name that was sent
1423                  */
1424                 name_size = buf->len - buf->offset - sizeof(*cpkt) + 1;
1425
1426                 port->name = kmalloc(name_size, GFP_KERNEL);
1427                 if (!port->name) {
1428                         dev_err(port->dev,
1429                                 "Not enough space to store port name\n");
1430                         break;
1431                 }
1432                 strncpy(port->name, buf->buf + buf->offset + sizeof(*cpkt),
1433                         name_size - 1);
1434                 port->name[name_size - 1] = 0;
1435
1436                 /*
1437                  * Since we only have one sysfs attribute, 'name',
1438                  * create it only if we have a name for the port.
1439                  */
1440                 err = sysfs_create_group(&port->dev->kobj,
1441                                          &port_attribute_group);
1442                 if (err) {
1443                         dev_err(port->dev,
1444                                 "Error %d creating sysfs device attributes\n",
1445                                 err);
1446                 } else {
1447                         /*
1448                          * Generate a udev event so that appropriate
1449                          * symlinks can be created based on udev
1450                          * rules.
1451                          */
1452                         kobject_uevent(&port->dev->kobj, KOBJ_CHANGE);
1453                 }
1454                 break;
1455         }
1456 }
1457
1458 static void control_work_handler(struct work_struct *work)
1459 {
1460         struct ports_device *portdev;
1461         struct virtqueue *vq;
1462         struct port_buffer *buf;
1463         unsigned int len;
1464
1465         portdev = container_of(work, struct ports_device, control_work);
1466         vq = portdev->c_ivq;
1467
1468         spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1469         while ((buf = virtqueue_get_buf(vq, &len))) {
1470                 spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1471
1472                 buf->len = len;
1473                 buf->offset = 0;
1474
1475                 handle_control_message(portdev, buf);
1476
1477                 spin_lock(&portdev->cvq_lock);
1478                 if (add_inbuf(portdev->c_ivq, buf) < 0) {
1479                         dev_warn(&portdev->vdev->dev,
1480                                  "Error adding buffer to queue\n");
1481                         free_buf(buf);
1482                 }
1483         }
1484         spin_unlock(&portdev->cvq_lock);
1485 }
1486
1487 static void out_intr(struct virtqueue *vq)
1488 {
1489         struct port *port;
1490
1491         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1492         if (!port)
1493                 return;
1494
1495         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1496 }
1497
1498 static void in_intr(struct virtqueue *vq)
1499 {
1500         struct port *port;
1501         unsigned long flags;
1502
1503         port = find_port_by_vq(vq->vdev->priv, vq);
1504         if (!port)
1505                 return;
1506
1507         spin_lock_irqsave(&port->inbuf_lock, flags);
1508         port->inbuf = get_inbuf(port);
1509
1510         /*
1511          * Don't queue up data when port is closed.  This condition
1512          * can be reached when a console port is not yet connected (no
1513          * tty is spawned) and the host sends out data to console
1514          * ports.  For generic serial ports, the host won't
1515          * (shouldn't) send data till the guest is connected.
1516          */
1517         if (!port->guest_connected)
1518                 discard_port_data(port);
1519
1520         spin_unlock_irqrestore(&port->inbuf_lock, flags);
1521
1522         wake_up_interruptible(&port->waitqueue);
1523
1524         /* Send a SIGIO indicating new data in case the process asked for it */
1525         send_sigio_to_port(port);
1526
1527         if (is_console_port(port) && hvc_poll(port->cons.hvc))
1528                 hvc_kick();
1529 }
1530
1531 static void control_intr(struct virtqueue *vq)
1532 {
1533         struct ports_device *portdev;
1534
1535         portdev = vq->vdev->priv;
1536         schedule_work(&portdev->control_work);
1537 }
1538
1539 static void config_intr(struct virtio_device *vdev)
1540 {
1541         struct ports_device *portdev;
1542
1543         portdev = vdev->priv;
1544
1545         if (!use_multiport(portdev)) {
1546                 struct port *port;
1547                 u16 rows, cols;
1548
1549                 vdev->config->get(vdev,
1550                                   offsetof(struct virtio_console_config, cols),
1551                                   &cols, sizeof(u16));
1552                 vdev->config->get(vdev,
1553                                   offsetof(struct virtio_console_config, rows),
1554                                   &rows, sizeof(u16));
1555
1556                 port = find_port_by_id(portdev, 0);
1557                 set_console_size(port, rows, cols);
1558
1559                 /*
1560                  * We'll use this way of resizing only for legacy
1561                  * support.  For newer userspace
1562                  * (VIRTIO_CONSOLE_F_MULTPORT+), use control messages
1563                  * to indicate console size changes so that it can be
1564                  * done per-port.
1565                  */
1566                 resize_console(port);
1567         }
1568 }
1569
1570 static int init_vqs(struct ports_device *portdev)
1571 {
1572         vq_callback_t **io_callbacks;
1573         char **io_names;
1574         struct virtqueue **vqs;
1575         u32 i, j, nr_ports, nr_queues;
1576         int err;
1577
1578         nr_ports = portdev->config.max_nr_ports;
1579         nr_queues = use_multiport(portdev) ? (nr_ports + 1) * 2 : 2;
1580
1581         vqs = kmalloc(nr_queues * sizeof(struct virtqueue *), GFP_KERNEL);
1582         io_callbacks = kmalloc(nr_queues * sizeof(vq_callback_t *), GFP_KERNEL);
1583         io_names = kmalloc(nr_queues * sizeof(char *), GFP_KERNEL);
1584         portdev->in_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1585                                   GFP_KERNEL);
1586         portdev->out_vqs = kmalloc(nr_ports * sizeof(struct virtqueue *),
1587                                    GFP_KERNEL);
1588         if (!vqs || !io_callbacks || !io_names || !portdev->in_vqs ||
1589             !portdev->out_vqs) {
1590                 err = -ENOMEM;
1591                 goto free;
1592         }
1593
1594         /*
1595          * For backward compat (newer host but older guest), the host
1596          * spawns a console port first and also inits the vqs for port
1597          * 0 before others.
1598          */
1599         j = 0;
1600         io_callbacks[j] = in_intr;
1601         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1602         io_names[j] = "input";
1603         io_names[j + 1] = "output";
1604         j += 2;
1605
1606         if (use_multiport(portdev)) {
1607                 io_callbacks[j] = control_intr;
1608                 io_callbacks[j + 1] = NULL;
1609                 io_names[j] = "control-i";
1610                 io_names[j + 1] = "control-o";
1611
1612                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1613                         j += 2;
1614                         io_callbacks[j] = in_intr;
1615                         io_callbacks[j + 1] = out_intr;
1616                         io_names[j] = "input";
1617                         io_names[j + 1] = "output";
1618                 }
1619         }
1620         /* Find the queues. */
1621         err = portdev->vdev->config->find_vqs(portdev->vdev, nr_queues, vqs,
1622                                               io_callbacks,
1623                                               (const char **)io_names);
1624         if (err)
1625                 goto free;
1626
1627         j = 0;
1628         portdev->in_vqs[0] = vqs[0];
1629         portdev->out_vqs[0] = vqs[1];
1630         j += 2;
1631         if (use_multiport(portdev)) {
1632                 portdev->c_ivq = vqs[j];
1633                 portdev->c_ovq = vqs[j + 1];
1634
1635                 for (i = 1; i < nr_ports; i++) {
1636                         j += 2;
1637                         portdev->in_vqs[i] = vqs[j];
1638                         portdev->out_vqs[i] = vqs[j + 1];
1639                 }
1640         }
1641         kfree(io_names);
1642         kfree(io_callbacks);
1643         kfree(vqs);
1644
1645         return 0;
1646
1647 free:
1648         kfree(portdev->out_vqs);
1649         kfree(portdev->in_vqs);
1650         kfree(io_names);
1651         kfree(io_callbacks);
1652         kfree(vqs);
1653
1654         return err;
1655 }
1656
1657 static const struct file_operations portdev_fops = {
1658         .owner = THIS_MODULE,
1659 };
1660
1661 /*
1662  * Once we're further in boot, we get probed like any other virtio
1663  * device.
1664  *
1665  * If the host also supports multiple console ports, we check the
1666  * config space to see how many ports the host has spawned.  We
1667  * initialize each port found.
1668  */
1669 static int __devinit virtcons_probe(struct virtio_device *vdev)
1670 {
1671         struct ports_device *portdev;
1672         int err;
1673         bool multiport;
1674         bool early = early_put_chars != NULL;
1675
1676         /* Ensure to read early_put_chars now */
1677         barrier();
1678
1679         portdev = kmalloc(sizeof(*portdev), GFP_KERNEL);
1680         if (!portdev) {
1681                 err = -ENOMEM;
1682                 goto fail;
1683         }
1684
1685         /* Attach this portdev to this virtio_device, and vice-versa. */
1686         portdev->vdev = vdev;
1687         vdev->priv = portdev;
1688
1689         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1690         portdev->drv_index = pdrvdata.index++;
1691         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1692
1693         portdev->chr_major = register_chrdev(0, "virtio-portsdev",
1694                                              &portdev_fops);
1695         if (portdev->chr_major < 0) {
1696                 dev_err(&vdev->dev,
1697                         "Error %d registering chrdev for device %u\n",
1698                         portdev->chr_major, portdev->drv_index);
1699                 err = portdev->chr_major;
1700                 goto free;
1701         }
1702
1703         multiport = false;
1704         portdev->config.max_nr_ports = 1;
1705         if (virtio_config_val(vdev, VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1706                               offsetof(struct virtio_console_config,
1707                                        max_nr_ports),
1708                               &portdev->config.max_nr_ports) == 0)
1709                 multiport = true;
1710
1711         err = init_vqs(portdev);
1712         if (err < 0) {
1713                 dev_err(&vdev->dev, "Error %d initializing vqs\n", err);
1714                 goto free_chrdev;
1715         }
1716
1717         spin_lock_init(&portdev->ports_lock);
1718         INIT_LIST_HEAD(&portdev->ports);
1719
1720         if (multiport) {
1721                 unsigned int nr_added_bufs;
1722
1723                 spin_lock_init(&portdev->cvq_lock);
1724                 INIT_WORK(&portdev->control_work, &control_work_handler);
1725
1726                 nr_added_bufs = fill_queue(portdev->c_ivq, &portdev->cvq_lock);
1727                 if (!nr_added_bufs) {
1728                         dev_err(&vdev->dev,
1729                                 "Error allocating buffers for control queue\n");
1730                         err = -ENOMEM;
1731                         goto free_vqs;
1732                 }
1733         } else {
1734                 /*
1735                  * For backward compatibility: Create a console port
1736                  * if we're running on older host.
1737                  */
1738                 add_port(portdev, 0);
1739         }
1740
1741         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1742         list_add_tail(&portdev->list, &pdrvdata.portdevs);
1743         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1744
1745         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1746                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 1);
1747
1748         /*
1749          * If there was an early virtio console, assume that there are no
1750          * other consoles. We need to wait until the hvc_alloc matches the
1751          * hvc_instantiate, otherwise tty_open will complain, resulting in
1752          * a "Warning: unable to open an initial console" boot failure.
1753          * Without multiport this is done in add_port above. With multiport
1754          * this might take some host<->guest communication - thus we have to
1755          * wait.
1756          */
1757         if (multiport && early)
1758                 wait_for_completion(&early_console_added);
1759
1760         return 0;
1761
1762 free_vqs:
1763         /* The host might want to notify mgmt sw about device add failure */
1764         __send_control_msg(portdev, VIRTIO_CONSOLE_BAD_ID,
1765                            VIRTIO_CONSOLE_DEVICE_READY, 0);
1766         vdev->config->del_vqs(vdev);
1767         kfree(portdev->in_vqs);
1768         kfree(portdev->out_vqs);
1769 free_chrdev:
1770         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1771 free:
1772         kfree(portdev);
1773 fail:
1774         return err;
1775 }
1776
1777 static void virtcons_remove(struct virtio_device *vdev)
1778 {
1779         struct ports_device *portdev;
1780         struct port *port, *port2;
1781
1782         portdev = vdev->priv;
1783
1784         spin_lock_irq(&pdrvdata_lock);
1785         list_del(&portdev->list);
1786         spin_unlock_irq(&pdrvdata_lock);
1787
1788         /* Disable interrupts for vqs */
1789         vdev->config->reset(vdev);
1790         /* Finish up work that's lined up */
1791         cancel_work_sync(&portdev->control_work);
1792
1793         list_for_each_entry_safe(port, port2, &portdev->ports, list)
1794                 unplug_port(port);
1795
1796         unregister_chrdev(portdev->chr_major, "virtio-portsdev");
1797
1798         /*
1799          * When yanking out a device, we immediately lose the
1800          * (device-side) queues.  So there's no point in keeping the
1801          * guest side around till we drop our final reference.  This
1802          * also means that any ports which are in an open state will
1803          * have to just stop using the port, as the vqs are going
1804          * away.
1805          */
1806         if (use_multiport(portdev)) {
1807                 struct port_buffer *buf;
1808                 unsigned int len;
1809
1810                 while ((buf = virtqueue_get_buf(portdev->c_ivq, &len)))
1811                         free_buf(buf);
1812
1813                 while ((buf = virtqueue_detach_unused_buf(portdev->c_ivq)))
1814                         free_buf(buf);
1815         }
1816
1817         vdev->config->del_vqs(vdev);
1818         kfree(portdev->in_vqs);
1819         kfree(portdev->out_vqs);
1820
1821         kfree(portdev);
1822 }
1823
1824 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1825         { VIRTIO_ID_CONSOLE, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1826         { 0 },
1827 };
1828
1829 static unsigned int features[] = {
1830         VIRTIO_CONSOLE_F_SIZE,
1831         VIRTIO_CONSOLE_F_MULTIPORT,
1832 };
1833
1834 static struct virtio_driver virtio_console = {
1835         .feature_table = features,
1836         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
1837         .driver.name =  KBUILD_MODNAME,
1838         .driver.owner = THIS_MODULE,
1839         .id_table =     id_table,
1840         .probe =        virtcons_probe,
1841         .remove =       virtcons_remove,
1842         .config_changed = config_intr,
1843 };
1844
1845 static int __init init(void)
1846 {
1847         int err;
1848
1849         pdrvdata.class = class_create(THIS_MODULE, "virtio-ports");
1850         if (IS_ERR(pdrvdata.class)) {
1851                 err = PTR_ERR(pdrvdata.class);
1852                 pr_err("Error %d creating virtio-ports class\n", err);
1853                 return err;
1854         }
1855
1856         pdrvdata.debugfs_dir = debugfs_create_dir("virtio-ports", NULL);
1857         if (!pdrvdata.debugfs_dir) {
1858                 pr_warning("Error %ld creating debugfs dir for virtio-ports\n",
1859                            PTR_ERR(pdrvdata.debugfs_dir));
1860         }
1861         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.consoles);
1862         INIT_LIST_HEAD(&pdrvdata.portdevs);
1863
1864         return register_virtio_driver(&virtio_console);
1865 }
1866
1867 static void __exit fini(void)
1868 {
1869         unregister_virtio_driver(&virtio_console);
1870
1871         class_destroy(pdrvdata.class);
1872         if (pdrvdata.debugfs_dir)
1873                 debugfs_remove_recursive(pdrvdata.debugfs_dir);
1874 }
1875 module_init(init);
1876 module_exit(fini);
1877
1878 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
1879 MODULE_DESCRIPTION("Virtio console driver");
1880 MODULE_LICENSE("GPL");