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
  62 struct virtio_net_hdr {
  63         uint8_t flags;
  64
  65 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
  66         uint8_t gso_type;
  67
  68         uint16_t hdr_len;               /* Ethernet + IP + tcp/udp hdrs */
  69         uint16_t gso_size;              /* Bytes to append to hdr_len per frame */
  70         uint16_t csum_start;    /* Position to start checksumming from */
  71         uint16_t csum_offset;   /* Offset after that to place checksum */
  72 }__attribute__((packed));
  73
  74
  75
  76
  77 #define QUEUE_SIZE 256
  78 #define CTRL_QUEUE_SIZE 64
  79
  80 #define ETH_ALEN 6
  81
  82 struct virtio_net_config
  83 {
  84     uint8_t mac[ETH_ALEN];
  85     // See VIRTIO_NET_F_STATUS and VIRTIO_NET_S_* above
  86     uint16_t status;
  87 } __attribute__((packed));
  88
  89 struct virtio_dev_state {
  90     struct vm_device * pci_bus;
  91     struct list_head dev_list;
  92     struct guest_info * vm;
  93 };
  94
  95 struct virtio_net_state {
  96     struct virtio_net_config net_cfg;
  97     struct virtio_config virtio_cfg;
  98
  99     //struct vm_device * pci_bus;
 100     struct pci_device * pci_dev;
 101
 102     struct virtio_queue rx_vq;   //index 0, rvq in Linux virtio driver, handle packet to guest
 103     struct virtio_queue tx_vq;   //index 1, svq in Linux virtio driver, handle packet from guest
 104     struct virtio_queue ctrl_vq; //index 2, ctrol info from guest
 105
 106     struct v3_dev_net_ops * net_ops;
 107
 108     void * backend_data;
 109
 110     struct virtio_dev_state * virtio_dev;
 111
 112     struct list_head dev_link;
 113
 114     int io_range_size;
 115
 116     void *private_data;
 117 };
 118
 119 #if 1
 120 //Temporarly for debug
 121 static void print_packet(uchar_t *pkt, int size) {
 122     PrintDebug("Vnet: print_data_packet: size: %d\n", size);
 123     v3_hexdump(pkt, size, NULL, 0);
 124 }
 125
 126 static int send(uint8_t * buf, uint32_t count, void * private_data, struct vm_device *dest_dev)
 127 {
 128    PrintDebug("Virito NIC: In sending stub\n");
 129    print_packet(buf, count);
 130
 131    return count;
 132 }
 133
 134 static int receive(uint8_t * buf, uint32_t count, void * private_data, struct vm_device *src_dev)
 135 {
 136     PrintDebug("Virito NIC: In receiveing stub\n");
 137
 138     return 0;
 139 }
 140
 141
 142 #endif
 143
 144 static int virtio_free(struct vm_device * dev)
 145 {
 146
 147     return -1;
 148 }
 149
 150 static int virtio_reset(struct virtio_net_state * virtio)
 151 {
 152     virtio->rx_vq.ring_desc_addr = 0;
 153     virtio->rx_vq.ring_avail_addr = 0;
 154     virtio->rx_vq.ring_used_addr = 0;
 155     virtio->rx_vq.pfn = 0;
 156     virtio->rx_vq.cur_avail_idx = 0;
 157
 158     virtio->tx_vq.ring_desc_addr = 0;
 159     virtio->tx_vq.ring_avail_addr = 0;
 160     virtio->tx_vq.ring_used_addr = 0;
 161     virtio->tx_vq.pfn = 0;
 162     virtio->tx_vq.cur_avail_idx = 0;
 163
 164     virtio->ctrl_vq.ring_desc_addr = 0;
 165     virtio->ctrl_vq.ring_avail_addr = 0;
 166     virtio->ctrl_vq.ring_used_addr = 0;
 167     virtio->ctrl_vq.pfn = 0;
 168     virtio->ctrl_vq.cur_avail_idx = 0;
 169
 170     virtio->virtio_cfg.host_features = 0;
 171     //virtio->virtio_cfg.status = VIRTIO_NET_S_LINK_UP;
 172     virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 173     virtio->private_data = NULL;
 174
 175     return 0;
 176 }
 177
 178
 179 //sending guest's packet to network sink
 180 static int pkt_write(struct virtio_net_state *virtio,  struct vring_desc *buf_desc)
 181 {
 182     //struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 183     uint8_t *buf = NULL;
 184     uint32_t len = buf_desc->length;
 185
 186     PrintDebug("Handling Virtio Net write\n");
 187
 188     if (guest_pa_to_host_va(virtio->virtio_dev->vm, buf_desc->addr_gpa, (addr_t *)&(buf)) == -1) {
 189         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 190         return -1;
 191     }
 192
 193     PrintDebug("Length=%d\n", buf_desc->length);
 194     PrintDebug("Buffer Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d, buf address: %p, send address: %p\n", buf_desc,
 195                        (void *)(buf_desc->addr_gpa), buf_desc->length, buf_desc->flags, buf_desc->next, buf, virtio->net_ops->send);
 196
 197     if (virtio->net_ops->send(buf, len, (void *)virtio, NULL) == -1) {
 198         return -1;
 199     }
 200
 201     return 0;
 202 }
 203
 204
 205 static int build_receive_header(struct virtio_net_hdr *hdr, const void *buf, int raw)
 206 {
 207     hdr->flags = 0;
 208
 209     if (!raw) {
 210         memcpy(hdr, buf, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 211     } else {
 212         memset(hdr, 0, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 213     }
 214
 215     return 0;
 216 }
 217
 218
 219 //sending guest's packet to network sink
 220 static int copy_data_to_desc(struct virtio_net_state * virtio_state, struct vring_desc *desc, uchar_t *buf, uint_t buf_len)
 221 {
 222     uint32_t len;
 223     uint8_t *desc_buf = NULL;
 224
 225     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, desc->addr_gpa, (addr_t *)&(desc_buf)) == -1) {
 226         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 227         return -1;
 228     }
 229
 230     len = (desc->length < buf_len)?desc->length:buf_len;
 231
 232     memcpy(desc_buf, buf, len);
 233
 234     PrintDebug("Length=%d\n", len);
 235
 236     return len;
 237 }
 238
 239
 240 //send data to guest
 241 static int send_pkt_to_guest(struct vm_device *dev, uchar_t *buf, uint_t size, int raw, void *private_data)
 242 {
 243    // TODO: This should not be like this
 244     struct virtio_net_state *virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 245     struct virtio_queue *q = &(virtio->rx_vq);
 246
 247     PrintDebug("VIRTIO Handle RX: cur_index=%d (mod=%d), avail_index=%d\n",
 248                q->cur_avail_idx, q->cur_avail_idx % q->queue_size, q->avail->index);
 249
 250     struct virtio_net_hdr hdr;
 251     uint32_t hdr_len = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 252
 253     uint32_t data_len = size;
 254     if (!raw)
 255        data_len -=  hdr_len;
 256
 257     build_receive_header(&hdr, buf, 1);
 258
 259     //queue is not set yet
 260     if (q->ring_avail_addr == 0)
 261                 return -1;
 262
 263 \r uint32_t offset = 0;
 264     if (q->cur_avail_idx < q->avail->index) {
 265         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 266         addr_t hdr_addr = 0;
 267         uint16_t hdr_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 268
 269         PrintDebug("Descriptor index=%d\n", q->cur_avail_idx % q->queue_size);
 270
 271         hdr_desc = &(q->desc[hdr_idx]);
 272
 273         PrintDebug("Header Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", hdr_desc,
 274                    (void *)(hdr_desc->addr_gpa), hdr_desc->length, hdr_desc->flags, hdr_desc->next);
 275
 276         if (guest_pa_to_host_va(virtio->virtio_dev->vm, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 277             PrintError("Could not translate receive buffer address\n");
 278             return -1;
 279         }
 280
 281         //copy header to the header descriptor
 282         memcpy((void *)hdr_addr, &hdr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 283
 284         uint16_t buf_idx = 0;
 285         struct vring_desc * buf_desc = NULL;
 286         //copy data to the next descriptors
 287         for (buf_idx = 0; offset < data_len; buf_idx = q->desc[hdr_idx].next) {
 288                 q->desc[buf_idx].flags = VIRTIO_NEXT_FLAG;
 289                 buf_desc = &(q->desc[buf_idx]);
 290                 uint32_t len = copy_data_to_desc(virtio, buf_desc, buf+offset, data_len - offset);
 291                 offset += len;
 292                 buf_desc->length = len;  // TODO: do we need this?
 293         }
 294
 295         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 296         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = data_len; // What do we set this to????
 297
 298         q->used->index++;
 299         q->cur_avail_idx++;
 300     }
 301
 302     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 303         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio->pci_dev->config_header.intr_line);
 304         v3_pci_raise_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 305         virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 306     }
 307
 308     return offset;
 309 }
 310
 311
 312 int virtio_send(struct vm_device * dev, uchar_t *buf, uint_t size)
 313 {
 314     return send_pkt_to_guest(dev, buf, size, 1, NULL);
 315 }
 316
 317
 318 static int get_desc_count(struct virtio_queue * q, int index)
 319 {
 320     struct vring_desc * tmp_desc = &(q->desc[index]);
 321     int cnt = 1;
 322
 323     while (tmp_desc->flags & VIRTIO_NEXT_FLAG) {
 324         tmp_desc = &(q->desc[tmp_desc->next]);
 325         cnt++;
 326     }
 327
 328     return cnt;
 329 }
 330
 331
 332 static int handle_ctrl(struct virtio_net_state * dev)
 333 {
 334
 335
 336     return 0;
 337 }
 338
 339 //get packet from guest
 340 static int handle_pkt_tx(struct virtio_net_state * virtio_state)
 341 {
 342     //struct virtio_net_state *virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 343     struct virtio_queue *q = &(virtio_state->tx_vq);
 344
 345     PrintDebug("VIRTIO NIC pkt_tx: cur_index=%d (mod=%d), avail_index=%d\n",
 346                q->cur_avail_idx, q->cur_avail_idx % q->queue_size, q->avail->index);
 347
 348     struct virtio_net_hdr *hdr = NULL;
 349
 350     while (q->cur_avail_idx < q->avail->index) {
 351         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 352         struct vring_desc * buf_desc = NULL;
 353
 354         addr_t hdr_addr = 0;
 355         uint16_t desc_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 356         int desc_cnt = get_desc_count(q, desc_idx);
 357         uint32_t req_len = 0;
 358
 359         PrintDebug("Descriptor Count=%d, index=%d\n", desc_cnt, q->cur_avail_idx % q->queue_size);
 360
 361         hdr_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 362
 363         PrintDebug("Header Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", hdr_desc,
 364                    (void *)(hdr_desc->addr_gpa), hdr_desc->length, hdr_desc->flags, hdr_desc->next);
 365
 366         if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 367             PrintError("Could not translate block header address\n");
 368             return -1;
 369         }
 370
 371         //memcpy(&hdr, (void *)hdr_addr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 372         hdr = (struct virtio_net_hdr*)hdr_addr;
 373
 374         PrintDebug("NIC Op Hdr (ptr=%p) header len =%x\n", (void *)hdr_addr, (int)hdr->hdr_len);
 375
 376       desc_idx= hdr_desc->next;
 377         int i = 0;
 378         for (i = 0; i < desc_cnt - 1; i++) {
 379             buf_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 380
 381             PrintDebug("Buffer Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", buf_desc,
 382                        (void *)(buf_desc->addr_gpa), buf_desc->length, buf_desc->flags, buf_desc->next);
 383
 384             if (pkt_write(virtio_state, buf_desc) == -1) {
 385                 PrintError("Error handling nic operation\n");
 386                 return -1;
 387             }
 388
 389             req_len += buf_desc->length;
 390             desc_idx = buf_desc->next;
 391         }
 392
 393         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 394         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = req_len; // What do we set this to????
 395
 396         q->used->index++;
 397         q->cur_avail_idx++;
 398     }
 399
 400     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 401         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio_state->pci_dev->config_header.intr_line);
 402         v3_pci_raise_irq(virtio_state->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio_state->pci_dev);
 403         virtio_state->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 404     }
 405
 406     return 0;
 407 }
 408
 409
 410 static int virtio_setup_queue(struct virtio_net_state *virtio_state, struct virtio_queue *queue, addr_t pfn, addr_t page_addr)
 411 {
 412     queue->pfn = pfn;
 413
 414     queue->ring_desc_addr = page_addr ;
 415     queue->ring_avail_addr = page_addr + (queue->queue_size* sizeof(struct vring_desc));
 416     queue->ring_used_addr = (queue->ring_avail_addr + \
 417                                                  sizeof(struct vring_avail)    + \
 418                                                  (queue->queue_size * sizeof(uint16_t)));
 419
 420     // round up to next page boundary.
 421     queue->ring_used_addr = (queue->ring_used_addr + 0xfff) & ~0xfff;
 422
 423     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, queue->ring_desc_addr, (addr_t *)&(queue->desc)) == -1) {
 424         PrintError("Could not translate ring descriptor address\n");
 425          return -1;
 426     }
 427
 428
 429     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, queue->ring_avail_addr, (addr_t *)&(queue->avail)) == -1) {
 430         PrintError("Could not translate ring available address\n");
 431         return -1;
 432     }
 433
 434
 435     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, queue->ring_used_addr, (addr_t *)&(queue->used)) == -1) {
 436         PrintError("Could not translate ring used address\n");
 437         return -1;
 438     }
 439
 440     PrintDebug("RingDesc_addr=%p, Avail_addr=%p, Used_addr=%p\n",
 441                         (void *)(queue->ring_desc_addr),
 442                            (void *)(queue->ring_avail_addr),
 443                            (void *)(queue->ring_used_addr));
 444
 445     PrintDebug("RingDesc=%p, Avail=%p, Used=%p\n",
 446                     queue->desc, queue->avail, queue->used);
 447
 448     return 0;
 449 }
 450
 451
 452
 453 static int virtio_io_write(uint16_t port, void * src, uint_t length, void * private_data)
 454 {
 455     //struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 456     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 457     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 458
 459
 460     PrintDebug("VIRTIO NIC Write for port %d (index=%d) len=%d, value=%x\n",
 461                port, port_idx,  length, *(uint32_t *)src);
 462
 463
 464     switch (port_idx) {
 465         case GUEST_FEATURES_PORT:
 466             if (length != 4) {
 467                 PrintError("Illegal write length for guest features\n");
 468                 return -1;
 469             }
 470
 471             virtio->virtio_cfg.guest_features = *(uint32_t *)src;
 472             PrintDebug("Setting Guest Features to %x\n", virtio->virtio_cfg.guest_features);
 473
 474             break;
 475         case VRING_PG_NUM_PORT:
 476             if (length == 4) {
 477                 addr_t pfn = *(uint32_t *)src;
 478                 addr_t page_addr = (pfn << VIRTIO_PAGE_SHIFT);
 479
 480                 uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 481                 switch (queue_idx) {
 482                     case 0:
 483                         virtio_setup_queue(virtio, &virtio->rx_vq, pfn, page_addr);
 484                         break;
 485                   case 1:
 486                         virtio_setup_queue(virtio, &virtio->tx_vq, pfn, page_addr);
 487                          break;
 488                     case 2:
 489                          virtio_setup_queue(virtio, &virtio->ctrl_vq, pfn, page_addr);
 490                          break;
 491
 492                     default:
 493                          break;
 494                 }
 495             } else {
 496                 PrintError("Illegal write length for page frame number\n");
 497                 return -1;
 498             }
 499             break;
 500         case VRING_Q_SEL_PORT:
 501             virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector = *(uint16_t *)src;
 502
 503             if (virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector > 2) {
 504                 PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 505                            virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector);
 506                 return -1;
 507             }
 508
 509             break;
 510         case VRING_Q_NOTIFY_PORT:
 511             PrintDebug("Handling Kick\n");
 512             uint16_t queue_idx = *(uint16_t *)src;
 513             if (queue_idx == 0){
 514                     PrintError("receive queue notification\n");
 515             }else if (queue_idx == 1){
 516                     if (handle_pkt_tx(virtio) == -1) {
 517                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 518                         return -1;
 519                     }
 520             }else if (queue_idx == 2){
 521                     if (handle_ctrl(virtio) == -1) {
 522                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 523                         return -1;
 524                     }
 525             }else {
 526                 PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 527                            queue_idx);
 528             }
 529
 530             break;
 531         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 532             virtio->virtio_cfg.status = *(uint8_t *)src;
 533
 534             if (virtio->virtio_cfg.status == 0) {
 535                 PrintDebug("Resetting device\n");
 536                 virtio_reset(virtio);
 537             }
 538
 539             break;
 540
 541         case VIRTIO_ISR_PORT:
 542             virtio->virtio_cfg.pci_isr = *(uint8_t *)src;
 543             break;
 544         default:
 545             return -1;
 546             break;
 547     }
 548
 549     return length;
 550 }
 551
 552
 553 static int virtio_io_read(uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * private_data)
 554 {
 555    //struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 556     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 557     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 558     uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 559
 560     PrintDebug("VIRTIO NIC Read  for port %d (index =%d), length=%d",
 561                port, port_idx, length);
 562
 563     switch (port_idx) {
 564         case HOST_FEATURES_PORT:
 565             if (length != 4) {
 566                 PrintError("Illegal read length for host features\n");
 567                 return -1;
 568             }
 569
 570             *(uint32_t *)dst = virtio->virtio_cfg.host_features;
 571
 572            PrintDebug("value=0x%x\n", (int)*(uint32_t *)dst);
 573
 574             break;
 575         case VRING_PG_NUM_PORT:
 576
 577             if (length != 4) {
 578                 PrintError("Illegal read length for page frame number\n");
 579                 return -1;
 580             }
 581
 582             switch (queue_idx) {
 583                 case 0:
 584                       *(uint32_t *)dst = virtio->rx_vq.pfn;
 585                         break;
 586                  case 1:
 587                       *(uint32_t *)dst = virtio->tx_vq.pfn;
 588                         break;
 589                  case 2:
 590                       *(uint32_t *)dst = virtio->ctrl_vq.pfn;
 591                         break;
 592                  default:
 593                         break;
 594            }
 595             PrintDebug(", value=0x%x\n", (int)*(uint32_t *)dst);
 596
 597             break;
 598         case VRING_SIZE_PORT:
 599             if (length != 2) {
 600                 PrintError("Illegal read length for vring size\n");
 601                 return -1;
 602             }
 603
 604             switch (queue_idx) {
 605                 case 0:
 606                       *(uint16_t *)dst = virtio->rx_vq.queue_size;
 607                         break;
 608                  case 1:
 609                       *(uint16_t *)dst = virtio->tx_vq.queue_size;
 610                         break;
 611                  case 2:
 612                       *(uint16_t *)dst = virtio->ctrl_vq.queue_size;
 613                         break;
 614                  default:
 615                         break;
 616            }
 617
 618             PrintDebug("queue index: %d, value=0x%x\n", (int)queue_idx, (int)(int)*(uint16_t *)dst);
 619
 620             break;
 621         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 622             if (length != 1) {
 623                 PrintError("Illegal read length for status\n");
 624                 return -1;
 625             }
 626
 627             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.status;
 628
 629            PrintDebug(", value=0x%x\n", (int)*(uint8_t *)dst);
 630             break;
 631
 632         case VIRTIO_ISR_PORT:
 633             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.pci_isr;
 634             virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 635             v3_pci_lower_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 636
 637             PrintDebug(", value=0x%x\n", (int)*(uint8_t *)dst);
 638
 639             break;
 640
 641         default:
 642             PrintError("Read of Unhandled Virtio Read\n");
 643            return -1;
 644     }
 645
 646     return length;
 647 }
 648
 649
 650 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 651     .free = virtio_free,
 652     .reset = NULL,
 653     .start = NULL,
 654     .stop = NULL,
 655 };
 656
 657
 658 static int register_dev(struct virtio_dev_state * virtio, struct virtio_net_state * net_state)
 659 {
 660     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 661     struct v3_pci_bar bars[6];
 662     int num_ports = sizeof(struct virtio_config);
 663     int tmp_ports = num_ports;
 664     int i;
 665
 666     // This gets the number of ports, rounded up to a power of 2
 667     net_state->io_range_size = 1; // must be a power of 2
 668
 669     while (tmp_ports > 0) {
 670         tmp_ports >>= 1;
 671         net_state->io_range_size <<= 1;
 672     }
 673
 674     // this is to account for any low order bits being set in num_ports
 675     // if there are none, then num_ports was already a power of 2 so we shift right to reset it
 676     if ((num_ports & ((net_state->io_range_size >> 1) - 1)) == 0) {
 677         net_state->io_range_size >>= 1;
 678     }
 679
 680
 681     for (i = 0; i < 6; i++) {
 682         bars[i].type = PCI_BAR_NONE;
 683     }
 684
 685     PrintDebug("Virtio-NIC io_range_size = %d\n", net_state->io_range_size);
 686
 687     bars[0].type = PCI_BAR_IO;
 688     bars[0].default_base_port = -1;
 689     bars[0].num_ports = net_state->io_range_size;
 690
 691     bars[0].io_read = virtio_io_read;
 692     bars[0].io_write = virtio_io_write;
 693     bars[0].private_data = net_state;
 694
 695     pci_dev = v3_pci_register_device(virtio->pci_bus, PCI_STD_DEVICE,
 696                                      0, PCI_AUTO_DEV_NUM, 0,
 697                                      "LNX_VIRTIO_NIC", bars,
 698                                      NULL, NULL, NULL, net_state);
 699
 700     if (!pci_dev) {
 701         PrintError("Could not register PCI Device\n");
 702         return -1;
 703     }
 704
 705     PrintDebug("Virtio-NIC registered to PCI bus\n");
 706
 707     pci_dev->config_header.vendor_id = VIRTIO_VENDOR_ID;
 708     pci_dev->config_header.subsystem_vendor_id = VIRTIO_SUBVENDOR_ID;
 709
 710
 711     pci_dev->config_header.device_id = VIRTIO_NET_DEV_ID;
 712     pci_dev->config_header.class = PCI_CLASS_NETWORK;
 713     pci_dev->config_header.subclass = PCI_NET_SUBCLASS_OTHER;
 714
 715     pci_dev->config_header.subsystem_id = VIRTIO_NET_SUBDEVICE_ID;;
 716
 717     pci_dev->config_header.intr_pin = 1;
 718
 719     pci_dev->config_header.max_latency = 1; // ?? (qemu does it...)
 720
 721
 722     net_state->pci_dev = pci_dev;
 723     //net_state->pci_bus = pci_bus;
 724
 725     net_state->virtio_cfg.host_features = 0; //no features support now
 726
 727     net_state->rx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 728     net_state->tx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 729     net_state->ctrl_vq.queue_size = CTRL_QUEUE_SIZE;
 730
 731     net_state->virtio_dev = virtio;
 732
 733     virtio_reset(net_state);
 734
 735     return 0;
 736 }
 737
 738
 739
 740 static int connect_fn(struct guest_info * info,
 741                       void * frontend_data,
 742                       struct v3_dev_net_ops * ops,
 743                       v3_cfg_tree_t * cfg,
 744                       void * private_data)
 745 {
 746     struct virtio_dev_state * virtio = (struct virtio_dev_state *)frontend_data;
 747
 748     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 749     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 750
 751     register_dev(virtio, net_state);
 752
 753     net_state->net_ops = ops;
 754     net_state->backend_data = private_data;
 755
 756     return 0;
 757 }
 758
 759
 760 struct net_frontend {
 761     int (*connect)(struct guest_info * info,
 762                     void * frontend_data,
 763                     struct v3_dev_net_ops * ops,
 764                     v3_cfg_tree_t * cfg,
 765                     void * priv_data);
 766
 767
 768     struct list_head net_node;
 769
 770     void * priv_data;
 771 };
 772
 773
 774 int v3_dev_add_net_frontend(struct guest_info * info,
 775                             char * name,
 776                             int (*connect)(struct guest_info * info,
 777                                             void * frontend_data,
 778                                             struct v3_dev_net_ops * ops,
 779                                             v3_cfg_tree_t * cfg,
 780                                             void * private_data),
 781                             void * priv_data)
 782 {
 783     struct net_frontend * frontend = NULL;
 784
 785     frontend = (struct net_frontend *)V3_Malloc(sizeof(struct net_frontend));
 786     memset(frontend, 0, sizeof(struct net_frontend));
 787
 788     frontend->connect = connect;
 789     frontend->priv_data = priv_data;
 790
 791     list_add(&(frontend->net_node), &(info->dev_mgr.net_list));
 792     v3_htable_insert(info->dev_mgr.net_table, (addr_t)(name), (addr_t)frontend);
 793
 794     return 0;
 795 }
 796
 797
 798 int v3_dev_connect_net(struct guest_info * info,
 799                        char * frontend_name,
 800                        struct v3_dev_net_ops * ops,
 801                        v3_cfg_tree_t * cfg,
 802                        void * private_data)
 803 {
 804     struct net_frontend * frontend = NULL;
 805
 806     frontend = (struct net_frontend *)v3_htable_search(info->dev_mgr.net_table,
 807                                                        (addr_t)frontend_name);
 808
 809     if (frontend == NULL) {
 810         PrintError("Could not find frontend net device %s\n", frontend_name);
 811         return 0;
 812     }
 813
 814     if (frontend->connect(info, frontend->priv_data, ops, cfg, private_data) == -1) {
 815         PrintError("Error connecting to net frontend %s\n", frontend_name);
 816         return -1;
 817     }
 818
 819     return 0;
 820 }
 821
 822 static int virtio_init(struct guest_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 823     struct vm_device * pci_bus = v3_find_dev(vm, v3_cfg_val(cfg, "bus"));
 824     struct virtio_dev_state * virtio_state = NULL;
 825     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
 826
 827     PrintDebug("Initializing VIRTIO Network device\n");
 828
 829     if (pci_bus == NULL) {
 830         PrintError("VirtIO devices require a PCI Bus");
 831         return -1;
 832     }
 833
 834     virtio_state  = (struct virtio_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_dev_state));
 835     memset(virtio_state, 0, sizeof(struct virtio_dev_state));
 836
 837     INIT_LIST_HEAD(&(virtio_state->dev_list));
 838     virtio_state->pci_bus = pci_bus;
 839     virtio_state->vm = vm;
 840
 841     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, virtio_state);
 842     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
 843         PrintError("Could not attach device %s\n", name);
 844         return -1;
 845     }
 846
 847     if (v3_dev_add_net_frontend(vm, name, connect_fn, (void *)virtio_state) == -1) {
 848         PrintError("Could not register %s as net frontend\n", name);
 849         return -1;
 850     }
 851
 852
 853     //for temporary testing, add a backend
 854     #if 1
 855
 856     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 857     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 858
 859     net_state->net_ops = (struct v3_dev_net_ops *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_dev_net_ops));
 860
 861     net_state->net_ops->send = &send;
 862     net_state->net_ops->receive = &receive;
 863
 864     register_dev(virtio_state, net_state);
 865
 866     PrintDebug("Virtio NIC After register Device: queue size: %d, %d\n",
 867                net_state->rx_vq.queue_size, net_state->tx_vq.queue_size);
 868
 869
 870     #endif
 871
 872     return 0;
 873 }
 874
 875 device_register("LNX_VIRTIO_NIC", virtio_init)
 876