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, Lei Xia <lxia@northwestern.edu>
  11  * Copyright (c) 2008, Cui Zheng <cuizheng@cs.unm.edu>
  12  * Copyright (c) 2008, 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
  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_NIC_PROFILE
  40
  41 #define VIRTIO_NET_S_LINK_UP    1       /* Link is up */
  42 #define VIRTIO_NET_MAX_BUFSIZE (sizeof(struct virtio_net_hdr) + (64 << 10))
  43
  44 struct virtio_net_hdr {
  45         uint8_t flags;
  46
  47 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
  48         uint8_t gso_type;
  49         uint16_t hdr_len;               /* Ethernet + IP + tcp/udp hdrs */
  50         uint16_t gso_size;              /* Bytes to append to hdr_len per frame */
  51         uint16_t csum_start;    /* Position to start checksumming from */
  52         uint16_t csum_offset;   /* Offset after that to place checksum */
  53 }__attribute__((packed));
  54
  55
  56 #define QUEUE_SIZE 1024
  57 #define CTRL_QUEUE_SIZE 64
  58 #define ETH_ALEN 6
  59
  60 struct virtio_net_config
  61 {
  62     uint8_t mac[ETH_ALEN]; //VIRTIO_NET_F_MAC
  63     uint16_t status;
  64 } __attribute__((packed));
  65
  66 struct virtio_dev_state {
  67     struct vm_device * pci_bus;
  68     struct list_head dev_list;
  69     struct v3_vm_info *vm;
  70 };
  71
  72 struct virtio_net_state {
  73     struct virtio_net_config net_cfg;
  74     struct virtio_config virtio_cfg;
  75
  76     struct vm_device * dev;
  77     struct pci_device * pci_dev;
  78     int io_range_size;
  79
  80     struct virtio_queue rx_vq;   //index 0, rvq in Linux virtio driver, handle packet to guest
  81     struct virtio_queue tx_vq;   //index 1, svq in Linux virtio driver, handle packet from guest
  82     struct virtio_queue ctrl_vq; //index 2, ctrol info from guest
  83
  84     ulong_t pkt_sent, pkt_recv, pkt_drop;
  85
  86     struct v3_dev_net_ops * net_ops;
  87
  88     v3_lock_t lock;
  89
  90     void * backend_data;
  91     struct virtio_dev_state * virtio_dev;
  92     struct list_head dev_link;
  93 };
  94
  95 static int virtio_free(struct vm_device * dev)
  96 {
  97
  98     return -1;
  99 }
 100
 101 static int virtio_init_state(struct virtio_net_state * virtio)
 102 {
 103     virtio->rx_vq.ring_desc_addr = 0;
 104     virtio->rx_vq.ring_avail_addr = 0;
 105     virtio->rx_vq.ring_used_addr = 0;
 106     virtio->rx_vq.pfn = 0;
 107     virtio->rx_vq.cur_avail_idx = 0;
 108
 109     virtio->tx_vq.ring_desc_addr = 0;
 110     virtio->tx_vq.ring_avail_addr = 0;
 111     virtio->tx_vq.ring_used_addr = 0;
 112     virtio->tx_vq.pfn = 0;
 113     virtio->tx_vq.cur_avail_idx = 0;
 114
 115     virtio->ctrl_vq.ring_desc_addr = 0;
 116     virtio->ctrl_vq.ring_avail_addr = 0;
 117     virtio->ctrl_vq.ring_used_addr = 0;
 118     virtio->ctrl_vq.pfn = 0;
 119     virtio->ctrl_vq.cur_avail_idx = 0;
 120
 121     virtio->virtio_cfg.host_features = 0;
 122     //virtio->virtio_cfg.status = VIRTIO_NET_S_LINK_UP;
 123     virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 124
 125     if (v3_lock_init(&(virtio->lock)) == -1){
 126         PrintError("Virtio NIC: Failure to init lock for net_state\n");
 127     }
 128
 129     virtio->pkt_sent = virtio->pkt_recv = virtio->pkt_drop = 0;
 130
 131     return 0;
 132 }
 133
 134 static int pkt_tx(struct guest_info *core, struct virtio_net_state * virtio, struct vring_desc * buf_desc)
 135 {
 136     uint8_t * buf = NULL;
 137     uint32_t len = buf_desc->length;
 138
 139     PrintDebug("Virtio NIC: Virtio Pkt Sending, net_state: %p, pkt size: %d\n", virtio, len);
 140
 141     if (guest_pa_to_host_va(core, buf_desc->addr_gpa, (addr_t *)&(buf)) == -1) {
 142         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 143         return -1;
 144     }
 145
 146     if (virtio->net_ops->send(buf, len, (void *)virtio, NULL) == -1) {
 147         return -1;
 148     }
 149
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 static int build_receive_header(struct virtio_net_hdr * hdr, const void * buf, int raw) {
 154     hdr->flags = 0;
 155
 156     if (!raw) {
 157         memcpy(hdr, buf, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 158     } else {
 159         memset(hdr, 0, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 160     }
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165 static int copy_data_to_desc(struct guest_info *core,
 166                                         struct virtio_net_state * virtio_state,
 167                                         struct vring_desc * desc,
 168                                         uchar_t * buf,
 169                                         uint_t buf_len)
 170 {
 171     uint32_t len;
 172     uint8_t * desc_buf = NULL;
 173
 174     if (guest_pa_to_host_va(core, desc->addr_gpa, (addr_t *)&(desc_buf)) == -1) {
 175         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 176         return -1;
 177     }
 178     len = (desc->length < buf_len)?desc->length:buf_len;
 179     memcpy(desc_buf, buf, len);
 180
 181     return len;
 182 }
 183
 184
 185
 186
 187 static int get_desc_count(struct virtio_queue * q, int index) {
 188     struct vring_desc * tmp_desc = &(q->desc[index]);
 189     int cnt = 1;
 190
 191     while (tmp_desc->flags & VIRTIO_NEXT_FLAG) {
 192         tmp_desc = &(q->desc[tmp_desc->next]);
 193         cnt++;
 194     }
 195
 196     return cnt;
 197 }
 198
 199 static int handle_ctrl(struct guest_info *core, struct virtio_net_state * dev) {
 200     return 0;
 201 }
 202
 203 static int handle_pkt_tx(struct guest_info *core, struct virtio_net_state * virtio_state)
 204 {
 205     struct virtio_queue * q = &(virtio_state->tx_vq);
 206     struct virtio_net_hdr * hdr = NULL;
 207
 208     if (q->avail->index < q->last_avail_idx) {
 209         q->idx_overflow = true;
 210     }
 211
 212     q->last_avail_idx = q->avail->index;
 213
 214     while (q->cur_avail_idx < q->avail->index ||
 215            (q->idx_overflow && q->cur_avail_idx < (q->avail->index + 65536))) {
 216         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 217         addr_t hdr_addr = 0;
 218         uint16_t desc_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 219         int desc_cnt = get_desc_count(q, desc_idx);
 220         uint32_t req_len = 0;
 221         int i = 0;
 222
 223         hdr_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 224         if (guest_pa_to_host_va(core, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 225             PrintError("Could not translate block header address\n");
 226             return -1;
 227         }
 228
 229         hdr = (struct virtio_net_hdr*)hdr_addr;
 230         desc_idx = hdr_desc->next;
 231
 232         for (i = 0; i < desc_cnt - 1; i++) {
 233             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 234             if (pkt_tx(core, virtio_state, buf_desc) == -1) {
 235                 PrintError("Error handling nic operation\n");
 236                 return -1;
 237             }
 238
 239             req_len += buf_desc->length;
 240             desc_idx = buf_desc->next;
 241         }
 242         virtio_state->pkt_sent ++;
 243
 244         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 245         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = req_len; // What do we set this to????
 246         q->used->index++;
 247
 248         int last_idx = q->cur_avail_idx;
 249
 250         q->cur_avail_idx ++;
 251
 252         if (q->cur_avail_idx < last_idx) {
 253             q->idx_overflow = false;
 254         }
 255     }
 256
 257     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 258         v3_pci_raise_irq(virtio_state->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio_state->pci_dev);
 259         virtio_state->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 260     }
 261
 262 #ifdef VIRTIO_NIC_PROFILE
 263     if(virtio_state->pkt_sent % 10000 == 0)
 264         PrintError("Virtio NIC: %p, pkt_sent: %ld\n", virtio_state, virtio_state->pkt_sent);
 265 #endif
 266
 267     return 0;
 268 }
 269
 270
 271 static int virtio_setup_queue(struct guest_info *core,
 272                                                         struct virtio_net_state * virtio_state,
 273                                                         struct virtio_queue * queue,
 274                                                         addr_t pfn,
 275                                                         addr_t page_addr) {
 276     queue->pfn = pfn;
 277
 278     queue->ring_desc_addr = page_addr;
 279     queue->ring_avail_addr = page_addr + (queue->queue_size * sizeof(struct vring_desc));
 280     queue->ring_used_addr = ((queue->ring_avail_addr) +
 281                              (sizeof(struct vring_avail)) +
 282                              (queue->queue_size * sizeof(uint16_t)));
 283
 284     PrintDebug("Virtio NIC: In setup queue: queue %p\n", (void *)queue);
 285
 286     // round up to next page boundary.
 287     queue->ring_used_addr = (queue->ring_used_addr + 0xfff) & ~0xfff;
 288     if (guest_pa_to_host_va(core, queue->ring_desc_addr, (addr_t *)&(queue->desc)) == -1) {
 289         PrintError("Could not translate ring descriptor address\n");
 290          return -1;
 291     }
 292
 293     PrintDebug("Virtio NIC: In setup queue111: queue %p\n", (void *)queue);
 294
 295     if (guest_pa_to_host_va(core, queue->ring_avail_addr, (addr_t *)&(queue->avail)) == -1) {
 296         PrintError("Could not translate ring available address\n");
 297         return -1;
 298     }
 299
 300     PrintDebug("Virtio NIC: In setup queue222: queue %p\n", (void *)queue);
 301
 302     if (guest_pa_to_host_va(core, queue->ring_used_addr, (addr_t *)&(queue->used)) == -1) {
 303         PrintError("Could not translate ring used address\n");
 304         return -1;
 305     }
 306
 307     PrintDebug("Virtio NIC: In setup queue333: queue %p\n", (void *)queue);
 308
 309     PrintDebug("RingDesc_addr=%p, Avail_addr=%p, Used_addr=%p\n",
 310                (void *)(queue->ring_desc_addr),
 311                (void *)(queue->ring_avail_addr),
 312                (void *)(queue->ring_used_addr));
 313
 314     PrintDebug("RingDesc=%p, Avail=%p, Used=%p\n",
 315                queue->desc, queue->avail, queue->used);
 316
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 static int virtio_io_write(struct guest_info *core, uint16_t port, void * src, uint_t length, void * private_data)
 321 {
 322     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 323     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 324
 325     PrintDebug("VIRTIO NIC %p Write for port %d (index=%d) len=%d, value=%x\n", private_data,
 326                port, port_idx,  length, *(uint32_t *)src);
 327
 328     switch (port_idx) {
 329         case GUEST_FEATURES_PORT:
 330             if (length != 4) {
 331                 PrintError("Illegal write length for guest features\n");
 332                 return -1;
 333             }
 334             virtio->virtio_cfg.guest_features = *(uint32_t *)src;
 335             PrintDebug("Setting Guest Features to %x\n", virtio->virtio_cfg.guest_features);
 336             break;
 337
 338         case VRING_PG_NUM_PORT:
 339             if (length != 4) {
 340                 PrintError("Illegal write length for page frame number\n");
 341                 return -1;
 342             }
 343             addr_t pfn = *(uint32_t *)src;
 344             addr_t page_addr = (pfn << VIRTIO_PAGE_SHIFT);
 345             uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 346
 347             PrintDebug("Virtio Write: pfn: %p, page_addr %p, queue_idx %d\n", (void *)pfn, (void *)page_addr, queue_idx);
 348
 349             switch (queue_idx) {
 350                 case 0:
 351                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->rx_vq, pfn, page_addr);
 352                     break;
 353                 case 1:
 354                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->tx_vq, pfn, page_addr);
 355                     break;
 356                 case 2:
 357                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->ctrl_vq, pfn, page_addr);
 358                     break;
 359                 default:
 360                     break;
 361             }
 362             break;
 363
 364         case VRING_Q_SEL_PORT:
 365             virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector = *(uint16_t *)src;
 366             if (virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector > 2) {
 367                 PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 368                            virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector);
 369                 return -1;
 370             }
 371             break;
 372
 373         case VRING_Q_NOTIFY_PORT:
 374             {
 375                 uint16_t queue_idx = *(uint16_t *)src;
 376                 if (queue_idx == 0){
 377                     PrintDebug("receive queue notification 0, packet get by Guest\n");
 378                 } else if (queue_idx == 1){
 379                     if (handle_pkt_tx(core, virtio) == -1) {
 380                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 381                         return -1;
 382                     }
 383                 } else if (queue_idx == 2){
 384                     if (handle_ctrl(core, virtio) == -1) {
 385                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 386                         return -1;
 387                     }
 388                 } else {
 389                     PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 390                                queue_idx);
 391                 }
 392                 break;
 393             }
 394
 395         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 396             virtio->virtio_cfg.status = *(uint8_t *)src;
 397             if (virtio->virtio_cfg.status == 0) {
 398                 PrintDebug("Resetting device\n");
 399                 virtio_init_state(virtio);
 400             }
 401             break;
 402
 403         case VIRTIO_ISR_PORT:
 404             virtio->virtio_cfg.pci_isr = *(uint8_t *)src;
 405             break;
 406         default:
 407             return -1;
 408             break;
 409     }
 410
 411     return length;
 412 }
 413
 414 static int virtio_io_read(struct guest_info *core, uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * private_data)
 415 {
 416     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 417     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 418     uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 419
 420     PrintDebug("Virtio NIC %p: Read  for port %d (index =%d), length=%d\n", private_data,
 421                port, port_idx, length);
 422
 423     switch (port_idx) {
 424         case HOST_FEATURES_PORT:
 425             if (length != 4) {
 426                 PrintError("Illegal read length for host features\n");
 427                 return -1;
 428             }
 429             *(uint32_t *)dst = virtio->virtio_cfg.host_features;
 430             break;
 431
 432         case VRING_PG_NUM_PORT:
 433             if (length != 4) {
 434                 PrintError("Illegal read length for page frame number\n");
 435                 return -1;
 436             }
 437             switch (queue_idx) {
 438                 case 0:
 439                     *(uint32_t *)dst = virtio->rx_vq.pfn;
 440                     break;
 441                 case 1:
 442                     *(uint32_t *)dst = virtio->tx_vq.pfn;
 443                     break;
 444                 case 2:
 445                     *(uint32_t *)dst = virtio->ctrl_vq.pfn;
 446                     break;
 447                 default:
 448                     break;
 449             }
 450             break;
 451
 452         case VRING_SIZE_PORT:
 453             if (length != 2) {
 454                 PrintError("Illegal read length for vring size\n");
 455                 return -1;
 456             }
 457             switch (queue_idx) {
 458                 case 0:
 459                     *(uint16_t *)dst = virtio->rx_vq.queue_size;
 460                     break;
 461                 case 1:
 462                     *(uint16_t *)dst = virtio->tx_vq.queue_size;
 463                     break;
 464                 case 2:
 465                     *(uint16_t *)dst = virtio->ctrl_vq.queue_size;
 466                     break;
 467                 default:
 468                     break;
 469             }
 470             PrintDebug("queue index: %d, value=0x%x\n", (int)queue_idx, *(uint16_t *)dst);
 471             break;
 472
 473         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 474             if (length != 1) {
 475                 PrintError("Illegal read length for status\n");
 476                 return -1;
 477             }
 478             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.status;
 479             break;
 480
 481         case VIRTIO_ISR_PORT:
 482             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.pci_isr;
 483             virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 484             v3_pci_lower_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 485             break;
 486
 487         default:
 488             PrintError("Virtio NIC: Read of Unhandled Virtio Read\n");
 489             return -1;
 490     }
 491
 492     return length;
 493 }
 494
 495
 496
 497
 498 static int virtio_rx(uint8_t * buf, uint32_t size, void * private_data) {
 499     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 500     struct virtio_queue * q = &(virtio->rx_vq);
 501     struct virtio_net_hdr hdr;
 502     uint32_t hdr_len = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 503     uint32_t data_len = size;
 504     uint32_t offset = 0;
 505     unsigned long flags;
 506     int ret_val;
 507
 508     flags = v3_lock_irqsave(virtio->lock);
 509
 510     PrintDebug("VIRTIO NIC: receiving packet to virtio nic %p, size:%d\n", virtio, size);
 511
 512     virtio->pkt_recv ++;
 513     data_len -= hdr_len;
 514
 515     build_receive_header(&hdr, buf, 1);
 516
 517     if (q->ring_avail_addr == 0) {
 518         PrintError("Queue is not set\n");
 519         ret_val = -1;
 520         goto exit;
 521     }
 522
 523     if (q->last_avail_idx > q->avail->index)
 524         q->idx_overflow = true;
 525     q->last_avail_idx = q->avail->index;
 526
 527     if (q->cur_avail_idx < q->avail->index || (q->idx_overflow && q->cur_avail_idx < q->avail->index+65536)){
 528         addr_t hdr_addr = 0;
 529         uint16_t hdr_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 530         uint16_t buf_idx = 0;
 531         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 532
 533         hdr_desc = &(q->desc[hdr_idx]);
 534         if (guest_pa_to_host_va(&(virtio->virtio_dev->vm->cores[0]), hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 535             PrintError("Could not translate receive buffer address\n");
 536             ret_val = -1;
 537             goto exit;
 538         }
 539
 540         memcpy((void *)hdr_addr, &hdr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 541         if (offset >= data_len) {
 542             hdr_desc->flags &= ~VIRTIO_NEXT_FLAG;
 543         }
 544
 545         for (buf_idx = hdr_desc->next; offset < data_len; buf_idx = q->desc[hdr_idx].next) {
 546             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[buf_idx]);
 547             uint32_t len = 0;
 548
 549             len = copy_data_to_desc(&(virtio->virtio_dev->vm->cores[0]), virtio, buf_desc, buf + offset, data_len - offset);
 550             offset += len;
 551             if (offset < data_len) {
 552                 buf_desc->flags = VIRTIO_NEXT_FLAG;
 553             }
 554             buf_desc->length = len;
 555         }
 556
 557         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 558         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)
 559         q->used->index++;
 560
 561         int last_idx = q->cur_avail_idx;
 562         q->cur_avail_idx++;
 563         if (q->cur_avail_idx < last_idx)
 564             q->idx_overflow = false;
 565     } else {
 566         virtio->pkt_drop++;
 567
 568 #ifdef VIRTIO_NIC_PROFILE
 569         PrintError("Virtio NIC: %p, one pkt dropped receieved: %ld, dropped: %ld, sent: %ld curidx: %d, avaiIdx: %d\n",
 570                 virtio, virtio->pkt_recv, virtio->pkt_drop, virtio->pkt_sent, q->cur_avail_idx, q->avail->index);
 571 #endif
 572     }
 573
 574     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 575         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio->pci_dev->config_header.intr_line);
 576         v3_pci_raise_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 577         virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 578     }
 579
 580 #ifdef VIRTIO_NIC_PROFILE
 581     if ((virtio->pkt_recv % 10000) == 0){
 582         PrintError("Virtio NIC: %p, receieved: %ld, dropped: %ld, sent: %ld\n",
 583                 virtio, virtio->pkt_recv, virtio->pkt_drop, virtio->pkt_sent);
 584     }
 585 #endif
 586
 587     ret_val = offset;
 588
 589 exit:
 590
 591     v3_unlock_irqrestore(virtio->lock, flags);
 592
 593     return ret_val;
 594 }
 595
 596
 597 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 598     .free = virtio_free,
 599     .reset = NULL,
 600     .start = NULL,
 601     .stop = NULL,
 602 };
 603
 604 static int register_dev(struct virtio_dev_state * virtio, struct virtio_net_state * net_state)
 605 {
 606     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 607     struct v3_pci_bar bars[6];
 608     int num_ports = sizeof(struct virtio_config);
 609     int tmp_ports = num_ports;
 610     int i;
 611
 612     // This gets the number of ports, rounded up to a power of 2
 613     net_state->io_range_size = 1; // must be a power of 2
 614     while (tmp_ports > 0) {
 615         tmp_ports >>= 1;
 616         net_state->io_range_size <<= 1;
 617     }
 618
 619     // this is to account for any low order bits being set in num_ports
 620     // if there are none, then num_ports was already a power of 2 so we shift right to reset it
 621     if ((num_ports & ((net_state->io_range_size >> 1) - 1)) == 0) {
 622         net_state->io_range_size >>= 1;
 623     }
 624
 625     for (i = 0; i < 6; i++) {
 626         bars[i].type = PCI_BAR_NONE;
 627     }
 628
 629     PrintDebug("Virtio-NIC io_range_size = %d\n", net_state->io_range_size);
 630
 631     bars[0].type = PCI_BAR_IO;
 632     bars[0].default_base_port = -1;
 633     bars[0].num_ports = net_state->io_range_size;
 634     bars[0].io_read = virtio_io_read;
 635     bars[0].io_write = virtio_io_write;
 636     bars[0].private_data = net_state;
 637
 638     pci_dev = v3_pci_register_device(virtio->pci_bus, PCI_STD_DEVICE,
 639                                      0, PCI_AUTO_DEV_NUM, 0,
 640                                      "LNX_VIRTIO_NIC", bars,
 641                                      NULL, NULL, NULL, net_state);
 642
 643     if (!pci_dev) {
 644         PrintError("Virtio NIC: Could not register PCI Device\n");
 645         return -1;
 646     }
 647
 648     PrintDebug("Virtio NIC:  registered to PCI bus\n");
 649
 650     pci_dev->config_header.vendor_id = VIRTIO_VENDOR_ID;
 651     pci_dev->config_header.subsystem_vendor_id = VIRTIO_SUBVENDOR_ID;
 652
 653
 654     pci_dev->config_header.device_id = VIRTIO_NET_DEV_ID;
 655     pci_dev->config_header.class = PCI_CLASS_NETWORK;
 656     pci_dev->config_header.subclass = PCI_NET_SUBCLASS_OTHER;
 657     pci_dev->config_header.subsystem_id = VIRTIO_NET_SUBDEVICE_ID;
 658     pci_dev->config_header.intr_pin = 1;
 659     pci_dev->config_header.max_latency = 1; // ?? (qemu does it...)
 660
 661     net_state->pci_dev = pci_dev;
 662     net_state->virtio_cfg.host_features = 0; //no features support now
 663     net_state->rx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 664     net_state->tx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 665     net_state->ctrl_vq.queue_size = CTRL_QUEUE_SIZE;
 666     net_state->virtio_dev = virtio;
 667
 668     virtio_init_state(net_state);
 669
 670     return 0;
 671 }
 672
 673 static int connect_fn(struct v3_vm_info * info,
 674                       void * frontend_data,
 675                       struct v3_dev_net_ops * ops,
 676                       v3_cfg_tree_t * cfg,
 677                       void * private_data) {
 678     struct virtio_dev_state * virtio = (struct virtio_dev_state *)frontend_data;
 679     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 680
 681     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 682     register_dev(virtio, net_state);
 683
 684     net_state->net_ops = ops;
 685     net_state->backend_data = private_data;
 686
 687     ops->recv = virtio_rx;
 688     ops->frontend_data = net_state;
 689
 690     return 0;
 691 }
 692
 693 static int virtio_init(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 694     struct vm_device * pci_bus = v3_find_dev(vm, v3_cfg_val(cfg, "bus"));
 695     struct virtio_dev_state * virtio_state = NULL;
 696     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
 697
 698     PrintDebug("Virtio NIC: Initializing VIRTIO Network device: %s\n", name);
 699
 700     if (pci_bus == NULL) {
 701         PrintError("Virtio NIC: VirtIO devices require a PCI Bus");
 702         return -1;
 703     }
 704
 705     virtio_state  = (struct virtio_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_dev_state));
 706     memset(virtio_state, 0, sizeof(struct virtio_dev_state));
 707
 708     INIT_LIST_HEAD(&(virtio_state->dev_list));
 709     virtio_state->pci_bus = pci_bus;
 710     virtio_state->vm = vm;
 711
 712     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, virtio_state);
 713     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
 714         PrintError("Virtio NIC: Could not attach device %s\n", name);
 715         return -1;
 716     }
 717
 718     if (v3_dev_add_net_frontend(vm, name, connect_fn, (void *)virtio_state) == -1) {
 719         PrintError("Virtio NIC: Could not register %s as net frontend\n", name);
 720         return -1;
 721     }
 722
 723     return 0;
 724 }
 725
 726 device_register("LNX_VIRTIO_NIC", virtio_init)
 727