palacios/src/devices/lnx_virtio_nic.c

   1 /*
   2  * This file is part of the Palacios Virtual Machine Monitor developed
   3  * by the V3VEE Project with funding from the United States National
   4  * Science Foundation and the Department of Energy.
   5  *
   6  * The V3VEE Project is a joint project between Northwestern University
   7  * and the University of New Mexico.  You can find out more at
   8  * http://www.v3vee.org
   9  *
  10  * Copyright (c) 2008, Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  12  * Copyright (c) 2008, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  13  * All rights reserved.
  14  *
  15  * Author: Jack Lange <jarusl@cs.northwestern.edu>
  16  *                Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  17  *
  18  *
  19  * This is free software.  You are permitted to use,
  20  * redistribute, and modify it as specified in the file "V3VEE_LICENSE".
  21  */
  22
  23 #include <palacios/vmm.h>
  24 #include <palacios/vmm_dev_mgr.h>
  25 #include <devices/lnx_virtio_pci.h>
  26 #include <palacios/vm_guest_mem.h>
  27 #include <palacios/vmm_sprintf.h>
  28
  29 #include <devices/pci.h>
  30
  31
  32 #ifndef CONFIG_DEBUG_VIRTIO_NET
  33 #undef PrintDebug
  34 #define PrintDebug(fmt, args...)
  35 #endif
  36
  37 /* The feature bitmap for virtio net */
  38 #define VIRTIO_NET_F_CSUM       0       /* Host handles pkts w/ partial csum */
  39 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_CSUM 1       /* Guest handles pkts w/ partial csum */
  40 #define VIRTIO_NET_F_MAC        5       /* Host has given MAC address. */
  41 #define VIRTIO_NET_F_GSO        6       /* Host handles pkts w/ any GSO type */
  42 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO4 7       /* Guest can handle TSOv4 in. */
  43 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_TSO6 8       /* Guest can handle TSOv6 in. */
  44 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_ECN  9       /* Guest can handle TSO[6] w/ ECN in. */
  45 #define VIRTIO_NET_F_GUEST_UFO  10      /* Guest can handle UFO in. */
  46 #define VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4  11      /* Host can handle TSOv4 in. */
  47 #define VIRTIO_NET_F_HOST_TSO6  12      /* Host can handle TSOv6 in. */
  48 #define VIRTIO_NET_F_HOST_ECN   13      /* Host can handle TSO[6] w/ ECN in. */
  49 #define VIRTIO_NET_F_HOST_UFO   14      /* Host can handle UFO in. */
  50 #define VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF  15      /* Host can merge receive buffers. */
  51 #define VIRTIO_NET_F_STATUS     16      /* virtio_net_config.status available */
  52 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_VQ    17      /* Control channel available */
  53 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_RX    18      /* Control channel RX mode support */
  54 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_VLAN  19      /* Control channel VLAN filtering */
  55 #define VIRTIO_NET_F_CTRL_RX_EXTRA 20   /* Extra RX mode control support */
  56 #define VIRTIO_NET_S_LINK_UP    1       /* Link is up */
  57
  58 /* Maximum packet size we can receive from tap device: header + 64k */
  59 #define VIRTIO_NET_MAX_BUFSIZE (sizeof(struct virtio_net_hdr) + (64 << 10))
  60
  61 struct virtio_net_hdr {
  62         uint8_t flags;
  63
  64 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
  65         uint8_t gso_type;
  66
  67         uint16_t hdr_len;               /* Ethernet + IP + tcp/udp hdrs */
  68         uint16_t gso_size;              /* Bytes to append to hdr_len per frame */
  69         uint16_t csum_start;    /* Position to start checksumming from */
  70         uint16_t csum_offset;   /* Offset after that to place checksum */
  71 }__attribute__((packed));
  72
  73
  74 #define QUEUE_SIZE 256
  75 #define CTRL_QUEUE_SIZE 64
  76 #define ETH_ALEN 6
  77
  78 struct virtio_net_config
  79 {
  80     uint8_t mac[ETH_ALEN]; //VIRTIO_NET_F_MAC
  81     uint16_t status;
  82 } __attribute__((packed));
  83
  84 struct virtio_dev_state {
  85     struct vm_device * pci_bus;
  86     struct list_head dev_list;
  87     struct guest_info * vm;
  88 };
  89
  90 struct virtio_net_state {
  91     struct virtio_net_config net_cfg;
  92     struct virtio_config virtio_cfg;
  93
  94     struct pci_device * pci_dev;
  95     int io_range_size;
  96
  97     struct virtio_queue rx_vq;   //index 0, rvq in Linux virtio driver, handle packet to guest
  98     struct virtio_queue tx_vq;   //index 1, svq in Linux virtio driver, handle packet from guest
  99     struct virtio_queue ctrl_vq; //index 2, ctrol info from guest
 100
 101     struct v3_dev_net_ops * net_ops;
 102
 103     void * backend_data;
 104     struct virtio_dev_state * virtio_dev;
 105     struct list_head dev_link;
 106 };
 107
 108 #if 1
 109 //Temporarly for debug
 110 static void print_packet(uchar_t *pkt, int size) {
 111     PrintDebug("Vnet: print_data_packet: size: %d\n", size);
 112     v3_hexdump(pkt, size, NULL, 0);
 113 }
 114
 115 static int send(uint8_t * buf, uint32_t count, void * private_data, struct vm_device *dest_dev)
 116 {
 117    PrintDebug("Virito NIC: In sending stub\n");
 118    print_packet(buf, count);
 119
 120    return count;
 121 }
 122
 123 static int receive(uint8_t * buf, uint32_t count, void * private_data, struct vm_device *src_dev)
 124 {
 125     PrintDebug("Virito NIC: In receiveing stub\n");
 126
 127     return 0;
 128 }
 129 #endif
 130
 131 static int virtio_free(struct vm_device * dev)
 132 {
 133
 134     return -1;
 135 }
 136
 137 static int virtio_reset(struct virtio_net_state * virtio)
 138 {
 139     virtio->rx_vq.ring_desc_addr = 0;
 140     virtio->rx_vq.ring_avail_addr = 0;
 141     virtio->rx_vq.ring_used_addr = 0;
 142     virtio->rx_vq.pfn = 0;
 143     virtio->rx_vq.cur_avail_idx = 0;
 144
 145     virtio->tx_vq.ring_desc_addr = 0;
 146     virtio->tx_vq.ring_avail_addr = 0;
 147     virtio->tx_vq.ring_used_addr = 0;
 148     virtio->tx_vq.pfn = 0;
 149     virtio->tx_vq.cur_avail_idx = 0;
 150
 151     virtio->ctrl_vq.ring_desc_addr = 0;
 152     virtio->ctrl_vq.ring_avail_addr = 0;
 153     virtio->ctrl_vq.ring_used_addr = 0;
 154     virtio->ctrl_vq.pfn = 0;
 155     virtio->ctrl_vq.cur_avail_idx = 0;
 156
 157     virtio->virtio_cfg.host_features = 0;
 158     //virtio->virtio_cfg.status = VIRTIO_NET_S_LINK_UP;
 159     virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 160     virtio->private_data = NULL;
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165
 166 //sending guest's packet to network sink
 167 static int pkt_write(struct virtio_net_state * virtio, struct vring_desc * buf_desc)
 168 {
 169     //struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 170     uint8_t * buf = NULL;
 171     uint32_t len = buf_desc->length;
 172
 173     PrintDebug("Handling Virtio Net write\n");
 174
 175     if (guest_pa_to_host_va(virtio->virtio_dev->vm, buf_desc->addr_gpa, (addr_t *)&(buf)) == -1) {
 176         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 177         return -1;
 178     }
 179
 180     PrintDebug("Length=%d\n", buf_desc->length);
 181     PrintDebug("Buffer Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d, buf address: %p, send address: %p\n", buf_desc,
 182                (void *)(buf_desc->addr_gpa), buf_desc->length, buf_desc->flags, buf_desc->next, buf, virtio->net_ops->send);
 183
 184     if (virtio->net_ops->send(buf, len, (void *)virtio, NULL) == -1) {
 185         return -1;
 186     }
 187
 188     return 0;
 189 }
 190
 191
 192 static int build_receive_header(struct virtio_net_hdr * hdr, const void * buf, int raw) {
 193     hdr->flags = 0;
 194
 195     if (!raw) {
 196         memcpy(hdr, buf, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 197     } else {
 198         memset(hdr, 0, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 199     }
 200
 201     return 0;
 202 }
 203
 204
 205 //sending guest's packet to network sink
 206 static int copy_data_to_desc(struct virtio_net_state * virtio_state, struct vring_desc * desc, uchar_t * buf, uint_t buf_len)
 207 {
 208     uint32_t len;
 209     uint8_t * desc_buf = NULL;
 210
 211     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, desc->addr_gpa, (addr_t *)&(desc_buf)) == -1) {
 212         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 213         return -1;
 214     }
 215
 216     len = (desc->length < buf_len)?desc->length:buf_len;
 217
 218     memcpy(desc_buf, buf, len);
 219
 220     PrintDebug("Length=%d\n", len);
 221
 222     return len;
 223 }
 224
 225
 226 //send data to guest
 227 static int send_pkt_to_guest(struct vm_device * dev, uchar_t * buf, uint_t size, int raw, void * private_data)
 228 {
 229    // TODO: This should not be like this
 230     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 231     struct virtio_queue * q = &(virtio->rx_vq);
 232     struct virtio_net_hdr hdr;
 233     uint32_t hdr_len = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 234     uint32_t data_len = size;
 235     uint32_t offset = 0;
 236
 237     PrintDebug("VIRTIO Handle RX: cur_index=%d (mod=%d), avail_index=%d\n",
 238                q->cur_avail_idx, q->cur_avail_idx % q->queue_size, q->avail->index);
 239
 240
 241
 242     if (!raw) {
 243        data_len -= hdr_len;
 244     }
 245
 246     build_receive_header(&hdr, buf, 1);
 247
 248     //queue is not set yet
 249     if (q->ring_avail_addr == 0) {
 250         PrintError("Queue is not set\n");
 251         return -1;
 252     }
 253
 254
 255     if (q->cur_avail_idx < q->avail->index) {
 256         addr_t hdr_addr = 0;
 257         uint16_t hdr_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 258         uint16_t buf_idx = 0;
 259         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 260
 261         PrintDebug("Descriptor index=%d\n", q->cur_avail_idx % q->queue_size);
 262
 263         hdr_desc = &(q->desc[hdr_idx]);
 264
 265         PrintDebug("Header Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", hdr_desc,
 266                    (void *)(hdr_desc->addr_gpa), hdr_desc->length, hdr_desc->flags, hdr_desc->next);
 267
 268         if (guest_pa_to_host_va(virtio->virtio_dev->vm, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 269             PrintError("Could not translate receive buffer address\n");
 270             return -1;
 271         }
 272
 273         //copy header to the header descriptor
 274         memcpy((void *)hdr_addr, &hdr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 275
 276         //copy data to the next descriptors
 277         for (buf_idx = 0; offset < data_len; buf_idx = q->desc[hdr_idx].next) {
 278             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[buf_idx]);
 279             uint32_t len = 0;
 280
 281             buf_desc->flags = VIRTIO_NEXT_FLAG;
 282
 283             len = copy_data_to_desc(virtio, buf_desc, buf + offset, data_len - offset);
 284
 285             offset += len;
 286             buf_desc->length = len;  // TODO: do we need this?
 287         }
 288
 289         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 290         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = data_len; // What do we set this to????
 291
 292         q->used->index++;
 293         q->cur_avail_idx++;
 294     }
 295
 296     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 297         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio->pci_dev->config_header.intr_line);
 298         v3_pci_raise_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 299         virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 300     }
 301
 302     return offset;
 303 }
 304
 305
 306 int virtio_send(struct vm_device * dev, uchar_t * buf, uint_t size) {
 307     return send_pkt_to_guest(dev, buf, size, 1, NULL);
 308 }
 309
 310
 311 static int get_desc_count(struct virtio_queue * q, int index) {
 312     struct vring_desc * tmp_desc = &(q->desc[index]);
 313     int cnt = 1;
 314
 315     while (tmp_desc->flags & VIRTIO_NEXT_FLAG) {
 316         tmp_desc = &(q->desc[tmp_desc->next]);
 317         cnt++;
 318     }
 319
 320     return cnt;
 321 }
 322
 323
 324 static int handle_ctrl(struct virtio_net_state * dev) {
 325     return 0;
 326 }
 327
 328 //get packet from guest
 329 static int handle_pkt_tx(struct virtio_net_state * virtio_state)
 330 {
 331     //struct virtio_net_state *virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 332     struct virtio_queue * q = &(virtio_state->tx_vq);
 333
 334     PrintDebug("VIRTIO NIC pkt_tx: cur_index=%d (mod=%d), avail_index=%d\n",
 335                q->cur_avail_idx, q->cur_avail_idx % q->queue_size, q->avail->index);
 336
 337     struct virtio_net_hdr * hdr = NULL;
 338
 339     while (q->cur_avail_idx < q->avail->index) {
 340         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 341         addr_t hdr_addr = 0;
 342         uint16_t desc_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 343         int desc_cnt = get_desc_count(q, desc_idx);
 344         uint32_t req_len = 0;
 345         int i = 0;
 346
 347         PrintDebug("Descriptor Count=%d, index=%d\n", desc_cnt, q->cur_avail_idx % q->queue_size);
 348
 349         hdr_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 350
 351         PrintDebug("Header Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", hdr_desc,
 352                    (void *)(hdr_desc->addr_gpa), hdr_desc->length, hdr_desc->flags, hdr_desc->next);
 353
 354         if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 355             PrintError("Could not translate block header address\n");
 356             return -1;
 357         }
 358
 359         //memcpy(&hdr, (void *)hdr_addr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 360         hdr = (struct virtio_net_hdr*)hdr_addr;
 361
 362         PrintDebug("NIC Op Hdr (ptr=%p) header len =%x\n", (void *)hdr_addr, (int)hdr->hdr_len);
 363
 364         desc_idx = hdr_desc->next;
 365
 366         for (i = 0; i < desc_cnt - 1; i++) {
 367             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 368
 369             PrintDebug("Buffer Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", buf_desc,
 370                        (void *)(buf_desc->addr_gpa), buf_desc->length, buf_desc->flags, buf_desc->next);
 371
 372             if (pkt_write(virtio_state, buf_desc) == -1) {
 373                 PrintError("Error handling nic operation\n");
 374                 return -1;
 375             }
 376
 377             req_len += buf_desc->length;
 378             desc_idx = buf_desc->next;
 379         }
 380
 381         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 382         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = req_len; // What do we set this to????
 383
 384         q->used->index++;
 385         q->cur_avail_idx++;
 386     }
 387
 388     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 389         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio_state->pci_dev->config_header.intr_line);
 390         v3_pci_raise_irq(virtio_state->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio_state->pci_dev);
 391         virtio_state->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 392     }
 393
 394     return 0;
 395 }
 396
 397
 398 static int virtio_setup_queue(struct virtio_net_state * virtio_state, struct virtio_queue * queue, addr_t pfn, addr_t page_addr) {
 399     queue->pfn = pfn;
 400
 401     queue->ring_desc_addr = page_addr;
 402     queue->ring_avail_addr = page_addr + (queue->queue_size * sizeof(struct vring_desc));
 403     queue->ring_used_addr = ((queue->ring_avail_addr) +
 404                              (sizeof(struct vring_avail)) +
 405                              (queue->queue_size * sizeof(uint16_t)));
 406
 407     // round up to next page boundary.
 408     queue->ring_used_addr = (queue->ring_used_addr + 0xfff) & ~0xfff;
 409
 410     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, queue->ring_desc_addr, (addr_t *)&(queue->desc)) == -1) {
 411         PrintError("Could not translate ring descriptor address\n");
 412          return -1;
 413     }
 414
 415
 416     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, queue->ring_avail_addr, (addr_t *)&(queue->avail)) == -1) {
 417         PrintError("Could not translate ring available address\n");
 418         return -1;
 419     }
 420
 421
 422     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, queue->ring_used_addr, (addr_t *)&(queue->used)) == -1) {
 423         PrintError("Could not translate ring used address\n");
 424         return -1;
 425     }
 426
 427     PrintDebug("RingDesc_addr=%p, Avail_addr=%p, Used_addr=%p\n",
 428                (void *)(queue->ring_desc_addr),
 429                (void *)(queue->ring_avail_addr),
 430                (void *)(queue->ring_used_addr));
 431
 432     PrintDebug("RingDesc=%p, Avail=%p, Used=%p\n",
 433                queue->desc, queue->avail, queue->used);
 434
 435     return 0;
 436 }
 437
 438
 439
 440 static int virtio_io_write(uint16_t port, void * src, uint_t length, void * private_data)
 441 {
 442     //struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 443     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 444     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 445
 446
 447     PrintDebug("VIRTIO NIC Write for port %d (index=%d) len=%d, value=%x\n",
 448                port, port_idx,  length, *(uint32_t *)src);
 449
 450
 451     switch (port_idx) {
 452         case GUEST_FEATURES_PORT:
 453             if (length != 4) {
 454                 PrintError("Illegal write length for guest features\n");
 455                 return -1;
 456             }
 457
 458             virtio->virtio_cfg.guest_features = *(uint32_t *)src;
 459             PrintDebug("Setting Guest Features to %x\n", virtio->virtio_cfg.guest_features);
 460
 461             break;
 462         case VRING_PG_NUM_PORT:
 463
 464             if (length != 4) {
 465                 PrintError("Illegal write length for page frame number\n");
 466                 return -1;
 467             }
 468
 469             addr_t pfn = *(uint32_t *)src;
 470             addr_t page_addr = (pfn << VIRTIO_PAGE_SHIFT);
 471             uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 472
 473             switch (queue_idx) {
 474                 case 0:
 475                     virtio_setup_queue(virtio, &virtio->rx_vq, pfn, page_addr);
 476                     break;
 477                 case 1:
 478                     virtio_setup_queue(virtio, &virtio->tx_vq, pfn, page_addr);
 479                     break;
 480                 case 2:
 481                     virtio_setup_queue(virtio, &virtio->ctrl_vq, pfn, page_addr);
 482                     break;
 483
 484                 default:
 485                     break;
 486             }
 487
 488             break;
 489         case VRING_Q_SEL_PORT:
 490             virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector = *(uint16_t *)src;
 491
 492             if (virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector > 2) {
 493                 PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 494                            virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector);
 495                 return -1;
 496             }
 497
 498             break;
 499         case VRING_Q_NOTIFY_PORT:
 500             {
 501                 uint16_t queue_idx = *(uint16_t *)src;
 502
 503                 PrintDebug("Handling Kick\n");
 504
 505                 if (queue_idx == 0){
 506                     PrintError("receive queue notification\n");
 507                 } else if (queue_idx == 1){
 508                     if (handle_pkt_tx(virtio) == -1) {
 509                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 510                         return -1;
 511                     }
 512                 } else if (queue_idx == 2){
 513                     if (handle_ctrl(virtio) == -1) {
 514                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 515                         return -1;
 516                     }
 517                 } else {
 518                     PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 519                                queue_idx);
 520                 }
 521
 522                 break;
 523             }
 524         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 525             virtio->virtio_cfg.status = *(uint8_t *)src;
 526
 527             if (virtio->virtio_cfg.status == 0) {
 528                 PrintDebug("Resetting device\n");
 529                 virtio_reset(virtio);
 530             }
 531
 532             break;
 533
 534         case VIRTIO_ISR_PORT:
 535             virtio->virtio_cfg.pci_isr = *(uint8_t *)src;
 536             break;
 537         default:
 538             return -1;
 539             break;
 540     }
 541
 542     return length;
 543 }
 544
 545
 546 static int virtio_io_read(uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * private_data)
 547 {
 548    //struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 549     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 550     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 551     uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 552
 553     PrintDebug("Virtio NIC: Read  for port %d (index =%d), length=%d",
 554                port, port_idx, length);
 555
 556     switch (port_idx) {
 557         case HOST_FEATURES_PORT:
 558             if (length != 4) {
 559                 PrintError("Illegal read length for host features\n");
 560                 return -1;
 561             }
 562
 563             *(uint32_t *)dst = virtio->virtio_cfg.host_features;
 564
 565             PrintDebug("value=0x%x\n", *(uint32_t *)dst);
 566
 567             break;
 568         case VRING_PG_NUM_PORT:
 569
 570             if (length != 4) {
 571                 PrintError("Illegal read length for page frame number\n");
 572                 return -1;
 573             }
 574
 575             switch (queue_idx) {
 576                 case 0:
 577                     *(uint32_t *)dst = virtio->rx_vq.pfn;
 578                     break;
 579                 case 1:
 580                     *(uint32_t *)dst = virtio->tx_vq.pfn;
 581                     break;
 582                 case 2:
 583                     *(uint32_t *)dst = virtio->ctrl_vq.pfn;
 584                     break;
 585                 default:
 586                     break;
 587             }
 588
 589             PrintDebug(", value=0x%x\n", *(uint32_t *)dst);
 590
 591             break;
 592         case VRING_SIZE_PORT:
 593
 594             if (length != 2) {
 595                 PrintError("Illegal read length for vring size\n");
 596                 return -1;
 597             }
 598
 599             switch (queue_idx) {
 600                 case 0:
 601                     *(uint16_t *)dst = virtio->rx_vq.queue_size;
 602                     break;
 603                 case 1:
 604                     *(uint16_t *)dst = virtio->tx_vq.queue_size;
 605                     break;
 606                 case 2:
 607                     *(uint16_t *)dst = virtio->ctrl_vq.queue_size;
 608                     break;
 609                 default:
 610                     break;
 611             }
 612
 613             PrintDebug("queue index: %d, value=0x%x\n", (int)queue_idx, *(uint16_t *)dst);
 614
 615             break;
 616         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 617
 618             if (length != 1) {
 619                 PrintError("Illegal read length for status\n");
 620                 return -1;
 621             }
 622
 623             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.status;
 624
 625             PrintDebug(", value=0x%x\n", *(uint8_t *)dst);
 626             break;
 627
 628         case VIRTIO_ISR_PORT:
 629             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.pci_isr;
 630             virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 631             v3_pci_lower_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 632
 633             PrintDebug(", value=0x%x\n", *(uint8_t *)dst);
 634
 635             break;
 636
 637         default:
 638             PrintError("Virtio NIC: Read of Unhandled Virtio Read\n");
 639             return -1;
 640     }
 641
 642     return length;
 643 }
 644
 645
 646 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 647     .free = virtio_free,
 648     .reset = NULL,
 649     .start = NULL,
 650     .stop = NULL,
 651 };
 652
 653
 654 static int register_dev(struct virtio_dev_state * virtio, struct virtio_net_state * net_state)
 655 {
 656     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 657     struct v3_pci_bar bars[6];
 658     int num_ports = sizeof(struct virtio_config);
 659     int tmp_ports = num_ports;
 660     int i;
 661
 662     // This gets the number of ports, rounded up to a power of 2
 663     net_state->io_range_size = 1; // must be a power of 2
 664
 665     while (tmp_ports > 0) {
 666         tmp_ports >>= 1;
 667         net_state->io_range_size <<= 1;
 668     }
 669
 670     // this is to account for any low order bits being set in num_ports
 671     // if there are none, then num_ports was already a power of 2 so we shift right to reset it
 672     if ((num_ports & ((net_state->io_range_size >> 1) - 1)) == 0) {
 673         net_state->io_range_size >>= 1;
 674     }
 675
 676
 677     for (i = 0; i < 6; i++) {
 678         bars[i].type = PCI_BAR_NONE;
 679     }
 680
 681     PrintDebug("Virtio-NIC io_range_size = %d\n", net_state->io_range_size);
 682
 683     bars[0].type = PCI_BAR_IO;
 684     bars[0].default_base_port = -1;
 685     bars[0].num_ports = net_state->io_range_size;
 686
 687     bars[0].io_read = virtio_io_read;
 688     bars[0].io_write = virtio_io_write;
 689     bars[0].private_data = net_state;
 690
 691     pci_dev = v3_pci_register_device(virtio->pci_bus, PCI_STD_DEVICE,
 692                                      0, PCI_AUTO_DEV_NUM, 0,
 693                                      "LNX_VIRTIO_NIC", bars,
 694                                      NULL, NULL, NULL, net_state);
 695
 696     if (!pci_dev) {
 697         PrintError("Virtio NIC: Could not register PCI Device\n");
 698         return -1;
 699     }
 700
 701     PrintDebug("Virtio NIC:  registered to PCI bus\n");
 702
 703     pci_dev->config_header.vendor_id = VIRTIO_VENDOR_ID;
 704     pci_dev->config_header.subsystem_vendor_id = VIRTIO_SUBVENDOR_ID;
 705
 706
 707     pci_dev->config_header.device_id = VIRTIO_NET_DEV_ID;
 708     pci_dev->config_header.class = PCI_CLASS_NETWORK;
 709     pci_dev->config_header.subclass = PCI_NET_SUBCLASS_OTHER;
 710
 711     pci_dev->config_header.subsystem_id = VIRTIO_NET_SUBDEVICE_ID;;
 712
 713     pci_dev->config_header.intr_pin = 1;
 714
 715     pci_dev->config_header.max_latency = 1; // ?? (qemu does it...)
 716
 717
 718     net_state->pci_dev = pci_dev;
 719     //net_state->pci_bus = pci_bus;
 720
 721     net_state->virtio_cfg.host_features = 0; //no features support now
 722
 723     net_state->rx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 724     net_state->tx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 725     net_state->ctrl_vq.queue_size = CTRL_QUEUE_SIZE;
 726
 727     net_state->virtio_dev = virtio;
 728
 729     virtio_reset(net_state);
 730
 731     return 0;
 732 }
 733
 734
 735
 736 static int connect_fn(struct guest_info * info,
 737                       void * frontend_data,
 738                       struct v3_dev_net_ops * ops,
 739                       v3_cfg_tree_t * cfg,
 740                       void * private_data) {
 741     struct virtio_dev_state * virtio = (struct virtio_dev_state *)frontend_data;
 742     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 743
 744     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 745
 746     register_dev(virtio, net_state);
 747
 748     net_state->net_ops = ops;
 749     net_state->backend_data = private_data;
 750
 751     return 0;
 752 }
 753
 754
 755 static int virtio_init(struct guest_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 756     struct vm_device * pci_bus = v3_find_dev(vm, v3_cfg_val(cfg, "bus"));
 757     struct virtio_dev_state * virtio_state = NULL;
 758     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
 759
 760     PrintDebug("Virtio NIC: Initializing VIRTIO Network device\n");
 761
 762     if (pci_bus == NULL) {
 763         PrintError("Virtio NIC: VirtIO devices require a PCI Bus");
 764         return -1;
 765     }
 766
 767     virtio_state  = (struct virtio_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_dev_state));
 768     memset(virtio_state, 0, sizeof(struct virtio_dev_state));
 769
 770     INIT_LIST_HEAD(&(virtio_state->dev_list));
 771     virtio_state->pci_bus = pci_bus;
 772     virtio_state->vm = vm;
 773
 774     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, virtio_state);
 775     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
 776         PrintError("Virtio NIC: Could not attach device %s\n", name);
 777         return -1;
 778     }
 779
 780     if (v3_dev_add_net_frontend(vm, name, connect_fn, (void *)virtio_state) == -1) {
 781         PrintError("Virtio NIC: Could not register %s as net frontend\n", name);
 782         return -1;
 783     }
 784
 785
 786     //for temporary testing, add a backend
 787     #if 1
 788
 789     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 790     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 791
 792     net_state->net_ops = (struct v3_dev_net_ops *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_dev_net_ops));
 793
 794     net_state->net_ops->send = &send;
 795     net_state->net_ops->receive = &receive;
 796
 797     register_dev(virtio_state, net_state);
 798
 799     PrintDebug("Virtio NIC After register Device: queue size: %d, %d\n",
 800                net_state->rx_vq.queue_size, net_state->tx_vq.queue_size);
 801
 802
 803     #endif
 804
 805     return 0;
 806 }
 807
 808 device_register("LNX_VIRTIO_NIC", virtio_init)
 809