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) 2010, Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2010, Cui Zheng <cuizheng@cs.unm.edu>
  12  * Copyright (c) 2010, The V3VEE Project <http://www.v3vee.org>
  13  * All rights reserved.
  14  *
  15  * Author: Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  16  *         Cui Zheng <cuizheng@cs.unm.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 #include <palacios/vmm_vnet.h>
  29 #include <palacios/vmm_lock.h>
  30 #include <palacios/vmm_util.h>
  31 #include <devices/pci.h>
  32
  33
  34 #ifndef CONFIG_DEBUG_VIRTIO_NET
  35 #undef PrintDebug
  36 #define PrintDebug(fmt, args...)
  37 #endif
  38
  39 #define VIRTIO_NET_S_LINK_UP    1       /* Link is up */
  40 #define VIRTIO_NET_MAX_BUFSIZE (sizeof(struct virtio_net_hdr) + (64 << 10))
  41
  42 struct virtio_net_hdr {
  43         uint8_t flags;
  44
  45 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
  46         uint8_t gso_type;
  47         uint16_t hdr_len;               /* Ethernet + IP + tcp/udp hdrs */
  48         uint16_t gso_size;              /* Bytes to append to hdr_len per frame */
  49         uint16_t csum_start;            /* Position to start checksumming from */
  50         uint16_t csum_offset;           /* Offset after that to place checksum */
  51 }__attribute__((packed));
  52
  53
  54 /* This is the version of the header to use when the MRG_RXBUF
  55  * feature has been negotiated. */
  56 struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf {
  57         struct virtio_net_hdr hdr;
  58         uint16_t num_buffers;   /* Number of merged rx buffers */
  59 };
  60
  61
  62 #define TX_QUEUE_SIZE 64
  63 #define RX_QUEUE_SIZE 1024
  64 #define CTRL_QUEUE_SIZE 64
  65 #define ETH_ALEN 6
  66
  67 #define VIRTIO_NET_F_MRG_RXBUF  15      /* Host can merge receive buffers. */
  68 #define VIRTIO_NET_F_MAC        5       /* Host has given MAC address. */
  69 #define VIRTIO_NET_F_GSO        6       /* Host handles pkts w/ any GSO type */
  70 #define VIRTIO_NET_F_HOST_TSO4  11      /* Host can handle TSOv4 in. */
  71
  72 struct virtio_net_config
  73 {
  74     uint8_t mac[ETH_ALEN];      /* VIRTIO_NET_F_MAC */
  75     uint16_t status;
  76 } __attribute__((packed));
  77
  78 struct virtio_dev_state {
  79     struct vm_device * pci_bus;
  80     struct list_head dev_list;
  81     struct v3_vm_info *vm;
  82 };
  83
  84 struct virtio_net_state {
  85     struct virtio_net_config net_cfg;
  86     struct virtio_config virtio_cfg;
  87
  88     struct vm_device * dev;
  89     struct pci_device * pci_dev;
  90     int io_range_size;
  91
  92     struct virtio_queue rx_vq;          /* idx 0, pkts to guest */
  93     struct virtio_queue tx_vq;          /* idx 1, pkts from guest */
  94     struct virtio_queue ctrl_vq;        /* idx 2 */
  95
  96     int buffed_rx;
  97     int tx_disabled;                    /* stop TX pkts from guest */
  98
  99     uint64_t pkt_sent, pkt_recv, pkt_drop;
 100
 101     struct v3_dev_net_ops * net_ops;
 102     v3_lock_t rx_lock, tx_lock;
 103
 104     void * backend_data;
 105     struct virtio_dev_state * virtio_dev;
 106     struct list_head dev_link;
 107 };
 108
 109 /* virtio nic error type */
 110 #define ERR_VIRTIO_OTHER  1
 111 #define ERR_VIRTIO_RXQ_FULL  2
 112 #define ERR_VIRTIO_RXQ_NOSET  3
 113 #define ERR_VIRTIO_TXQ_NOSET 4
 114 #define ERR_VIRTIO_TXQ_FULL 5
 115 #define ERR_VIRTIO_TXQ_DISABLED 6
 116
 117
 118
 119
 120 static int virtio_init_state(struct virtio_net_state * virtio)
 121 {
 122     virtio->rx_vq.queue_size = RX_QUEUE_SIZE;
 123     virtio->tx_vq.queue_size = TX_QUEUE_SIZE;
 124     virtio->ctrl_vq.queue_size = CTRL_QUEUE_SIZE;
 125
 126     virtio->rx_vq.ring_desc_addr = 0;
 127     virtio->rx_vq.ring_avail_addr = 0;
 128     virtio->rx_vq.ring_used_addr = 0;
 129     virtio->rx_vq.pfn = 0;
 130     virtio->rx_vq.cur_avail_idx = 0;
 131
 132     virtio->tx_vq.ring_desc_addr = 0;
 133     virtio->tx_vq.ring_avail_addr = 0;
 134     virtio->tx_vq.ring_used_addr = 0;
 135     virtio->tx_vq.pfn = 0;
 136     virtio->tx_vq.cur_avail_idx = 0;
 137
 138     virtio->ctrl_vq.ring_desc_addr = 0;
 139     virtio->ctrl_vq.ring_avail_addr = 0;
 140     virtio->ctrl_vq.ring_used_addr = 0;
 141     virtio->ctrl_vq.pfn = 0;
 142     virtio->ctrl_vq.cur_avail_idx = 0;
 143
 144     virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 145
 146     virtio->virtio_cfg.host_features = 0; // (1 << VIRTIO_NET_F_MAC);
 147
 148     if ((v3_lock_init(&(virtio->rx_lock)) == -1) ||
 149         (v3_lock_init(&(virtio->tx_lock)) == -1)){
 150         PrintError("Virtio NIC: Failure to init locks for net_state\n");
 151     }
 152
 153     virtio->pkt_sent = virtio->pkt_recv = virtio->pkt_drop = 0;
 154     virtio->buffed_rx = 0;
 155
 156     return 0;
 157 }
 158
 159 static int
 160 pkt_tx(struct guest_info * core,
 161        struct virtio_net_state * virtio,
 162        struct vring_desc * buf_desc)
 163 {
 164     uint8_t * buf = NULL;
 165     uint32_t len = buf_desc->length;
 166
 167     if (v3_gpa_to_hva(core, buf_desc->addr_gpa, (addr_t *)&(buf)) == -1) {
 168         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 169         return -ERR_VIRTIO_OTHER;
 170     }
 171
 172     return virtio->net_ops->send(buf, len, virtio->backend_data);
 173 }
 174
 175
 176 static int
 177 copy_data_to_desc(struct guest_info * core,
 178                   struct virtio_net_state * virtio_state,
 179                   struct vring_desc * desc,
 180                   uchar_t * buf,
 181                   uint_t buf_len,
 182                   uint_t offset)
 183 {
 184     uint32_t len;
 185     uint8_t * desc_buf = NULL;
 186
 187     if (v3_gpa_to_hva(core, desc->addr_gpa, (addr_t *)&(desc_buf)) == -1) {
 188         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 189         return -1;
 190     }
 191     len = (desc->length < buf_len)?(desc->length - offset):buf_len;
 192     memcpy(desc_buf+offset, buf, len);
 193
 194     return len;
 195 }
 196
 197
 198 static int get_desc_count(struct virtio_queue * q, int index) {
 199     struct vring_desc * tmp_desc = &(q->desc[index]);
 200     int cnt = 1;
 201
 202     while (tmp_desc->flags & VIRTIO_NEXT_FLAG) {
 203         tmp_desc = &(q->desc[tmp_desc->next]);
 204         cnt++;
 205     }
 206
 207     return cnt;
 208 }
 209
 210 static inline void enable_cb(struct virtio_queue *queue){
 211     queue->used->flags &= ~ VRING_NO_NOTIFY_FLAG;
 212 }
 213
 214 static inline void disable_cb(struct virtio_queue *queue) {
 215     queue->used->flags |= VRING_NO_NOTIFY_FLAG;
 216 }
 217
 218
 219 /* interrupt the guest, so the guest core get EXIT to Palacios
 220  * this happens when there are either incoming pkts for the guest
 221  * or the guest can start TX pkts again */
 222 static inline void notify_guest(struct virtio_net_state * virtio){
 223     v3_interrupt_cpu(virtio->virtio_dev->vm, virtio->virtio_dev->vm->cores[0].cpu_id, 0);
 224 }
 225
 226
 227 /* guest free some pkts from rx queue */
 228 static int handle_rx_kick(struct guest_info *core,
 229                           struct virtio_net_state * virtio)
 230 {
 231     unsigned long flags;
 232
 233     flags = v3_lock_irqsave(virtio->rx_lock);
 234
 235     virtio->net_ops->start_rx(virtio->backend_data);
 236     //disable_cb(&virtio->rx_vq);
 237
 238     v3_unlock_irqrestore(virtio->rx_lock, flags);
 239
 240     return 0;
 241 }
 242
 243
 244 static int handle_ctrl(struct guest_info *core,
 245                        struct virtio_net_state * virtio) {
 246
 247     return 0;
 248 }
 249
 250 static int handle_pkt_tx(struct guest_info *core,
 251                          struct virtio_net_state * virtio_state)
 252 {
 253     struct virtio_queue * q = &(virtio_state->tx_vq);
 254     struct virtio_net_hdr * hdr = NULL;
 255     int recved = 0;
 256     unsigned long flags;
 257
 258     if (!q->ring_avail_addr)
 259         return -ERR_VIRTIO_TXQ_NOSET;
 260
 261     if(virtio_state->tx_disabled)
 262         return -ERR_VIRTIO_TXQ_DISABLED;
 263
 264     flags = v3_lock_irqsave(virtio_state->tx_lock);
 265     while (q->cur_avail_idx != q->avail->index) {
 266         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 267         addr_t hdr_addr = 0;
 268         uint16_t desc_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 269         int desc_cnt = get_desc_count(q, desc_idx);
 270         uint32_t req_len = 0;
 271         int i = 0;
 272
 273         hdr_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 274         if (v3_gpa_to_hva(core, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 275             PrintError("Could not translate block header address\n");
 276             goto exit_error;
 277         }
 278
 279         hdr = (struct virtio_net_hdr*)hdr_addr;
 280         desc_idx = hdr_desc->next;
 281
 282         if(desc_cnt > 2){
 283             PrintError("VNIC: merged rx buffer not supported\n");
 284             goto exit_error;
 285         }
 286
 287         /* here we assumed that one ethernet pkt is not splitted into multiple virtio buffer */
 288         for (i = 0; i < desc_cnt - 1; i++) {
 289             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 290             if (pkt_tx(core, virtio_state, buf_desc) == -1) {
 291                 PrintError("Error handling nic operation\n");
 292                 goto exit_error;
 293             }
 294
 295             req_len += buf_desc->length;
 296             desc_idx = buf_desc->next;
 297         }
 298         virtio_state->pkt_sent ++;
 299         recved ++;
 300
 301         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 302         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = req_len; // What do we set this to????
 303         q->used->index ++;
 304
 305         q->cur_avail_idx ++;
 306     }
 307
 308     v3_unlock_irqrestore(virtio_state->tx_lock, flags);
 309
 310     if(!recved)
 311         return 0;
 312
 313     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 314         v3_pci_raise_irq(virtio_state->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio_state->pci_dev);
 315         virtio_state->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 316     }
 317
 318     return 0;
 319
 320 exit_error:
 321
 322     v3_unlock_irqrestore(virtio_state->tx_lock, flags);
 323     return -ERR_VIRTIO_OTHER;
 324 }
 325
 326
 327 static int virtio_setup_queue(struct guest_info *core,
 328                               struct virtio_net_state * virtio_state,
 329                               struct virtio_queue * queue,
 330                               addr_t pfn, addr_t page_addr) {
 331     queue->pfn = pfn;
 332
 333     queue->ring_desc_addr = page_addr;
 334     queue->ring_avail_addr = page_addr + (queue->queue_size * sizeof(struct vring_desc));
 335     queue->ring_used_addr = ((queue->ring_avail_addr) +
 336                              (sizeof(struct vring_avail)) +
 337                              (queue->queue_size * sizeof(uint16_t)));
 338
 339     // round up to next page boundary.
 340     queue->ring_used_addr = (queue->ring_used_addr + 0xfff) & ~0xfff;
 341     if (v3_gpa_to_hva(core, queue->ring_desc_addr, (addr_t *)&(queue->desc)) == -1) {
 342         PrintError("Could not translate ring descriptor address\n");
 343          return -1;
 344     }
 345
 346     if (v3_gpa_to_hva(core, queue->ring_avail_addr, (addr_t *)&(queue->avail)) == -1) {
 347         PrintError("Could not translate ring available address\n");
 348         return -1;
 349     }
 350
 351     if (v3_gpa_to_hva(core, queue->ring_used_addr, (addr_t *)&(queue->used)) == -1) {
 352         PrintError("Could not translate ring used address\n");
 353         return -1;
 354     }
 355
 356     PrintDebug("RingDesc_addr=%p, Avail_addr=%p, Used_addr=%p\n",
 357                (void *)(queue->ring_desc_addr),
 358                (void *)(queue->ring_avail_addr),
 359                (void *)(queue->ring_used_addr));
 360
 361     PrintDebug("RingDesc=%p, Avail=%p, Used=%p\n",
 362                queue->desc, queue->avail, queue->used);
 363
 364     return 0;
 365 }
 366
 367 static int virtio_io_write(struct guest_info *core,
 368                            uint16_t port, void * src,
 369                            uint_t length, void * private_data)
 370 {
 371     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 372     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 373
 374     PrintDebug("VIRTIO NIC %p Write for port %d (index=%d) len=%d, value=%x\n", private_data,
 375                port, port_idx,  length, *(uint32_t *)src);
 376
 377     switch (port_idx) {
 378         case GUEST_FEATURES_PORT:
 379             if (length != 4) {
 380                 PrintError("Illegal write length for guest features\n");
 381                 return -1;
 382             }
 383             virtio->virtio_cfg.guest_features = *(uint32_t *)src;
 384             break;
 385
 386         case VRING_PG_NUM_PORT:
 387             if (length != 4) {
 388                 PrintError("Illegal write length for page frame number\n");
 389                 return -1;
 390             }
 391             addr_t pfn = *(uint32_t *)src;
 392             addr_t page_addr = (pfn << VIRTIO_PAGE_SHIFT);
 393             uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 394             switch (queue_idx) {
 395                 case 0:
 396                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->rx_vq, pfn, page_addr);
 397                     //disable_cb(&virtio->rx_vq);
 398                     break;
 399                 case 1:
 400                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->tx_vq, pfn, page_addr);
 401                     //disable_cb(&virtio->tx_vq);
 402                     break;
 403                 case 2:
 404                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->ctrl_vq, pfn, page_addr);
 405                     break;
 406                 default:
 407                     break;
 408             }
 409             break;
 410
 411         case VRING_Q_SEL_PORT:
 412             virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector = *(uint16_t *)src;
 413             if (virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector > 2) {
 414                 PrintError("Virtio NIC: wrong queue idx: %d\n",
 415                            virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector);
 416                 return -1;
 417             }
 418             break;
 419
 420         case VRING_Q_NOTIFY_PORT:
 421             {
 422                 uint16_t queue_idx = *(uint16_t *)src;
 423                 if (queue_idx == 0){
 424                     handle_rx_kick(core, virtio);
 425                 } else if (queue_idx == 1){
 426                     if (handle_pkt_tx(core, virtio) == -1) {
 427                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 428                         return -1;
 429                     }
 430                 } else if (queue_idx == 2){
 431                     if (handle_ctrl(core, virtio) == -1) {
 432                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 433                         return -1;
 434                     }
 435                 } else {
 436                     PrintError("Wrong queue index %d\n", queue_idx);
 437                 }
 438                 break;
 439             }
 440
 441         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 442             virtio->virtio_cfg.status = *(uint8_t *)src;
 443             if (virtio->virtio_cfg.status == 0) {
 444                 PrintDebug("Resetting device\n");
 445                 virtio_init_state(virtio);
 446             }
 447             break;
 448
 449         case VIRTIO_ISR_PORT:
 450             virtio->virtio_cfg.pci_isr = *(uint8_t *)src;
 451             break;
 452
 453         default:
 454             return -1;
 455             break;
 456     }
 457
 458     return length;
 459 }
 460
 461 static int virtio_io_read(struct guest_info *core,
 462                           uint16_t port, void * dst,
 463                           uint_t length, void * private_data)
 464 {
 465     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 466     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 467     uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 468
 469     PrintDebug("Virtio NIC %p: Read  for port %d (index =%d), length=%d\n", private_data,
 470                port, port_idx, length);
 471
 472     switch (port_idx) {
 473         case HOST_FEATURES_PORT:
 474             if (length != 4) {
 475                 PrintError("Illegal read length for host features\n");
 476                 return -1;
 477             }
 478             *(uint32_t *)dst = virtio->virtio_cfg.host_features;
 479             break;
 480
 481         case VRING_PG_NUM_PORT:
 482             if (length != 4) {
 483                 PrintError("Illegal read length for page frame number\n");
 484                 return -1;
 485             }
 486             switch (queue_idx) {
 487                 case 0:
 488                     *(uint32_t *)dst = virtio->rx_vq.pfn;
 489                     break;
 490                 case 1:
 491                     *(uint32_t *)dst = virtio->tx_vq.pfn;
 492                     break;
 493                 case 2:
 494                     *(uint32_t *)dst = virtio->ctrl_vq.pfn;
 495                     break;
 496                 default:
 497                     break;
 498             }
 499             break;
 500
 501         case VRING_SIZE_PORT:
 502             if (length != 2) {
 503                 PrintError("Illegal read length for vring size\n");
 504                 return -1;
 505             }
 506             switch (queue_idx) {
 507                 case 0:
 508                     *(uint16_t *)dst = virtio->rx_vq.queue_size;
 509                     break;
 510                 case 1:
 511                     *(uint16_t *)dst = virtio->tx_vq.queue_size;
 512                     break;
 513                 case 2:
 514                     *(uint16_t *)dst = virtio->ctrl_vq.queue_size;
 515                     break;
 516                 default:
 517                     break;
 518             }
 519             break;
 520
 521         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 522             if (length != 1) {
 523                 PrintError("Illegal read length for status\n");
 524                 return -1;
 525             }
 526             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.status;
 527             break;
 528
 529         case VIRTIO_ISR_PORT:
 530             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.pci_isr;
 531             virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 532             v3_pci_lower_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 533             break;
 534
 535         default:
 536             PrintError("Virtio NIC: Read of Unhandled Virtio Read:%d\n", port_idx);
 537             return -1;
 538     }
 539
 540     return length;
 541 }
 542
 543
 544 static int virtio_rx(uint8_t * buf, uint32_t size, void * private_data) {
 545     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 546     struct virtio_queue * q = &(virtio->rx_vq);
 547     struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf hdr;
 548     uint32_t hdr_len = sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf);
 549     uint32_t data_len = size;
 550     uint32_t offset = 0;
 551     unsigned long flags;
 552     int ret_val = -ERR_VIRTIO_OTHER;
 553     int raw = 1;
 554
 555 #ifndef CONFIG_DEBUG_VIRTIO_NET
 556    {
 557         PrintDebug("Virtio-NIC: virtio_rx: size: %d\n", size);
 558         //v3_hexdump(buf, size, NULL, 0);
 559    }
 560 #endif
 561
 562     flags = v3_lock_irqsave(virtio->rx_lock);
 563
 564     virtio->pkt_recv ++;
 565     if (!raw)
 566         data_len -= hdr_len;
 567
 568     if (!raw)
 569         memcpy(&hdr, buf, sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf));
 570     else
 571         memset(&hdr, 0, sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf));
 572
 573     if (q->ring_avail_addr == 0) {
 574         PrintError("Queue is not set\n");
 575         ret_val = -ERR_VIRTIO_RXQ_NOSET;
 576         goto exit;
 577     }
 578
 579     if (q->cur_avail_idx != q->avail->index){
 580         addr_t hdr_addr = 0;
 581         uint16_t hdr_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 582         uint16_t buf_idx = 0;
 583         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 584
 585         hdr_desc = &(q->desc[hdr_idx]);
 586         if (v3_gpa_to_hva(&(virtio->virtio_dev->vm->cores[0]), hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 587             PrintError("Could not translate receive buffer address\n");
 588             goto exit;
 589         }
 590         hdr.num_buffers = 1;
 591         memcpy((void *)hdr_addr, &hdr, sizeof(struct virtio_net_hdr_mrg_rxbuf));
 592         if (offset >= data_len) {
 593             hdr_desc->flags &= ~VIRTIO_NEXT_FLAG;
 594         }
 595
 596         struct vring_desc * buf_desc = NULL;
 597         for (buf_idx = hdr_desc->next; offset < data_len; buf_idx = q->desc[hdr_idx].next) {
 598             uint32_t len = 0;
 599             buf_desc = &(q->desc[buf_idx]);
 600
 601             len = copy_data_to_desc(&(virtio->virtio_dev->vm->cores[0]), virtio, buf_desc, buf + offset, data_len - offset, 0);
 602             offset += len;
 603             if (offset < data_len) {
 604                 buf_desc->flags = VIRTIO_NEXT_FLAG;
 605             }
 606             buf_desc->length = len;
 607         }
 608         buf_desc->flags &= ~VIRTIO_NEXT_FLAG;
 609
 610         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 611         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = data_len + hdr_len; /* This should be the total length of data sent to guest (header+pkt_data) */
 612         q->used->index++;
 613         q->cur_avail_idx++;
 614
 615         /* if there are certain num of pkts in the RX queue, notify guest
 616           * so guest will exit to palacios
 617          * when it returns, guest gets the virtio rx interrupt */
 618         if((++virtio->buffed_rx > q->queue_size/5) &&
 619             (q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 620             if(virtio->virtio_dev->vm->cores[0].cpu_id != V3_Get_CPU()){
 621                   notify_guest(virtio);
 622             }
 623             virtio->buffed_rx = 0;
 624         }
 625     } else {
 626         virtio->pkt_drop++;
 627         /* RX queue is full,  tell backend to stop RX on this device */
 628         virtio->net_ops->stop_rx(virtio->backend_data);
 629         enable_cb(&virtio->rx_vq);
 630
 631         ret_val = -ERR_VIRTIO_RXQ_FULL;
 632         goto exit;
 633     }
 634
 635     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 636         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio->pci_dev->config_header.intr_line);
 637         v3_pci_raise_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 638         virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 639     }
 640
 641     ret_val = offset;
 642
 643 exit:
 644
 645     v3_unlock_irqrestore(virtio->rx_lock, flags);
 646
 647     return ret_val;
 648 }
 649
 650 static int virtio_free(struct virtio_net_state * virtio) {
 651
 652     // unregister from PCI
 653
 654     V3_Free(virtio);
 655     return 0;
 656 }
 657
 658
 659 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 660     .free = (int (*)(void *))virtio_free,
 661 };
 662
 663
 664 /* TODO: Issue here: which vm info it needs? calling VM or the device's own VM? */
 665 static void virtio_nic_poll(struct v3_vm_info * vm, void * data){
 666     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)data;
 667
 668     handle_pkt_tx(&(vm->cores[0]), virtio);
 669 }
 670
 671 static void virtio_start_tx(void * data){
 672     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)data;
 673     unsigned long flags;
 674
 675     flags = v3_lock_irqsave(virtio->tx_lock);
 676     virtio->tx_disabled = 0;
 677
 678     /* notify the device's guest to start sending pkt */
 679     if(virtio->virtio_dev->vm->cores[0].cpu_id != V3_Get_CPU()){
 680         notify_guest(virtio);
 681     }
 682     v3_unlock_irqrestore(virtio->tx_lock, flags);
 683 }
 684
 685 static void virtio_stop_tx(void * data){
 686     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)data;
 687     unsigned long flags;
 688
 689     flags = v3_lock_irqsave(virtio->tx_lock);
 690     virtio->tx_disabled = 1;
 691
 692     /* stop the guest to exit to palacios for sending pkt? */
 693     if(virtio->virtio_dev->vm->cores[0].cpu_id != V3_Get_CPU()){
 694        disable_cb(&virtio->tx_vq);
 695     }
 696
 697     v3_unlock_irqrestore(virtio->tx_lock, flags);
 698 }
 699
 700
 701
 702
 703 static int register_dev(struct virtio_dev_state * virtio,
 704                         struct virtio_net_state * net_state)
 705 {
 706     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 707     struct v3_pci_bar bars[6];
 708     int num_ports = sizeof(struct virtio_config);
 709     int tmp_ports = num_ports;
 710     int i;
 711
 712     // This gets the number of ports, rounded up to a power of 2
 713     net_state->io_range_size = 1; // must be a power of 2
 714     while (tmp_ports > 0) {
 715         tmp_ports >>= 1;
 716         net_state->io_range_size <<= 1;
 717     }
 718
 719     // this is to account for any low order bits being set in num_ports
 720     // if there are none, then num_ports was already a power of 2 so we shift right to reset it
 721     if ((num_ports & ((net_state->io_range_size >> 1) - 1)) == 0) {
 722         net_state->io_range_size >>= 1;
 723     }
 724
 725     for (i = 0; i < 6; i++) {
 726         bars[i].type = PCI_BAR_NONE;
 727     }
 728
 729     PrintDebug("Virtio-NIC io_range_size = %d\n", net_state->io_range_size);
 730
 731     bars[0].type = PCI_BAR_IO;
 732     bars[0].default_base_port = -1;
 733     bars[0].num_ports = net_state->io_range_size;
 734     bars[0].io_read = virtio_io_read;
 735     bars[0].io_write = virtio_io_write;
 736     bars[0].private_data = net_state;
 737
 738     pci_dev = v3_pci_register_device(virtio->pci_bus, PCI_STD_DEVICE,
 739                                      0, 4/*PCI_AUTO_DEV_NUM*/, 0,
 740                                      "LNX_VIRTIO_NIC", bars,
 741                                      NULL, NULL, NULL, net_state);
 742
 743     if (!pci_dev) {
 744         PrintError("Virtio NIC: Could not register PCI Device\n");
 745         return -1;
 746     }
 747
 748     PrintDebug("Virtio NIC:  registered to PCI bus\n");
 749
 750     pci_dev->config_header.vendor_id = VIRTIO_VENDOR_ID;
 751     pci_dev->config_header.subsystem_vendor_id = VIRTIO_SUBVENDOR_ID;
 752
 753
 754     pci_dev->config_header.device_id = VIRTIO_NET_DEV_ID;
 755     pci_dev->config_header.class = PCI_CLASS_NETWORK;
 756     pci_dev->config_header.subclass = PCI_NET_SUBCLASS_OTHER;
 757     pci_dev->config_header.subsystem_id = VIRTIO_NET_SUBDEVICE_ID;
 758     pci_dev->config_header.intr_pin = 1;
 759     pci_dev->config_header.max_latency = 1; // ?? (qemu does it...)
 760
 761     net_state->pci_dev = pci_dev;
 762     net_state->virtio_dev = virtio;
 763
 764     uchar_t mac[6] = {0x11,0x11,0x11,0x11,0x11,0x11};
 765     memcpy(net_state->net_cfg.mac, mac, 6);
 766
 767     memcpy(pci_dev->config_data, net_state->net_cfg.mac, ETH_ALEN);
 768
 769     virtio_init_state(net_state);
 770
 771     return 0;
 772 }
 773
 774 static int connect_fn(struct v3_vm_info * info,
 775                       void * frontend_data,
 776                       struct v3_dev_net_ops * ops,
 777                       v3_cfg_tree_t * cfg,
 778                       void * private_data) {
 779     struct virtio_dev_state * virtio = (struct virtio_dev_state *)frontend_data;
 780     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 781
 782     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 783     register_dev(virtio, net_state);
 784
 785     net_state->net_ops = ops;
 786     net_state->backend_data = private_data;
 787     net_state->virtio_dev = virtio;
 788
 789
 790     ops->recv = virtio_rx;
 791     ops->poll = virtio_nic_poll;
 792     ops->start_tx = virtio_start_tx;
 793     ops->stop_tx = virtio_stop_tx;
 794     ops->frontend_data = net_state;
 795
 796     return 0;
 797 }
 798
 799 static int virtio_init(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 800     struct vm_device * pci_bus = v3_find_dev(vm, v3_cfg_val(cfg, "bus"));
 801     struct virtio_dev_state * virtio_state = NULL;
 802     char * dev_id = v3_cfg_val(cfg, "ID");
 803
 804     PrintDebug("Virtio NIC: Initializing VIRTIO Network device: %s\n", dev_id);
 805
 806     if (pci_bus == NULL) {
 807         PrintError("Virtio NIC: VirtIO devices require a PCI Bus");
 808         return -1;
 809     }
 810
 811     virtio_state  = (struct virtio_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_dev_state));
 812     memset(virtio_state, 0, sizeof(struct virtio_dev_state));
 813
 814     INIT_LIST_HEAD(&(virtio_state->dev_list));
 815     virtio_state->pci_bus = pci_bus;
 816     virtio_state->vm = vm;
 817
 818     struct vm_device * dev = v3_add_device(vm, dev_id, &dev_ops, virtio_state);
 819
 820     if (dev == NULL) {
 821         PrintError("Virtio NIC: Could not attach device %s\n", dev_id);
 822         V3_Free(virtio_state);
 823         return -1;
 824     }
 825
 826     if (v3_dev_add_net_frontend(vm, dev_id, connect_fn, (void *)virtio_state) == -1) {
 827         PrintError("Virtio NIC: Could not register %s as net frontend\n", dev_id);
 828         v3_remove_device(dev);
 829         return -1;
 830     }
 831
 832     return 0;
 833 }
 834
 835 device_register("LNX_VIRTIO_NIC", virtio_init)
 836