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     hdr->flags = 0;
 207
 208     if (!raw) {
 209         memcpy(hdr, buf, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 210     } else {
 211         memset(hdr, 0, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 212     }
 213
 214     return 0;
 215 }
 216
 217
 218 //sending guest's packet to network sink
 219 static int copy_data_to_desc(struct virtio_net_state * virtio_state, struct vring_desc * desc, uchar_t * buf, uint_t buf_len)
 220 {
 221     uint32_t len;
 222     uint8_t * desc_buf = NULL;
 223
 224     if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, desc->addr_gpa, (addr_t *)&(desc_buf)) == -1) {
 225         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 226         return -1;
 227     }
 228
 229     len = (desc->length < buf_len)?desc->length:buf_len;
 230
 231     memcpy(desc_buf, buf, len);
 232
 233     PrintDebug("Length=%d\n", len);
 234
 235     return len;
 236 }
 237
 238
 239 //send data to guest
 240 static int send_pkt_to_guest(struct vm_device * dev, uchar_t * buf, uint_t size, int raw, void * private_data)
 241 {
 242    // TODO: This should not be like this
 243     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 244     struct virtio_queue * q = &(virtio->rx_vq);
 245     struct virtio_net_hdr hdr;
 246     uint32_t hdr_len = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 247     uint32_t data_len = size;
 248     uint32_t offset = 0;
 249
 250     PrintDebug("VIRTIO Handle RX: cur_index=%d (mod=%d), avail_index=%d\n",
 251                q->cur_avail_idx, q->cur_avail_idx % q->queue_size, q->avail->index);
 252
 253
 254
 255     if (!raw) {
 256        data_len -= hdr_len;
 257     }
 258
 259     build_receive_header(&hdr, buf, 1);
 260
 261     //queue is not set yet
 262     if (q->ring_avail_addr == 0) {
 263         PrintError("Queue is not set\n");
 264         return -1;
 265     }
 266
 267
 268     if (q->cur_avail_idx < q->avail->index) {
 269         addr_t hdr_addr = 0;
 270         uint16_t hdr_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 271         uint16_t buf_idx = 0;
 272         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 273
 274         PrintDebug("Descriptor index=%d\n", q->cur_avail_idx % q->queue_size);
 275
 276         hdr_desc = &(q->desc[hdr_idx]);
 277
 278         PrintDebug("Header Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", hdr_desc,
 279                    (void *)(hdr_desc->addr_gpa), hdr_desc->length, hdr_desc->flags, hdr_desc->next);
 280
 281         if (guest_pa_to_host_va(virtio->virtio_dev->vm, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 282             PrintError("Could not translate receive buffer address\n");
 283             return -1;
 284         }
 285
 286         //copy header to the header descriptor
 287         memcpy((void *)hdr_addr, &hdr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 288
 289         //copy data to the next descriptors
 290         for (buf_idx = 0; offset < data_len; buf_idx = q->desc[hdr_idx].next) {
 291             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[buf_idx]);
 292             uint32_t len = 0;
 293
 294             buf_desc->flags = VIRTIO_NEXT_FLAG;
 295
 296             len = copy_data_to_desc(virtio, buf_desc, buf + offset, data_len - offset);
 297
 298             offset += len;
 299             buf_desc->length = len;  // TODO: do we need this?
 300         }
 301
 302         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 303         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = data_len; // What do we set this to????
 304
 305         q->used->index++;
 306         q->cur_avail_idx++;
 307     }
 308
 309     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 310         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio->pci_dev->config_header.intr_line);
 311         v3_pci_raise_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 312         virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 313     }
 314
 315     return offset;
 316 }
 317
 318
 319 int virtio_send(struct vm_device * dev, uchar_t * buf, uint_t size) {
 320     return send_pkt_to_guest(dev, buf, size, 1, NULL);
 321 }
 322
 323
 324 static int get_desc_count(struct virtio_queue * q, int index) {
 325     struct vring_desc * tmp_desc = &(q->desc[index]);
 326     int cnt = 1;
 327
 328     while (tmp_desc->flags & VIRTIO_NEXT_FLAG) {
 329         tmp_desc = &(q->desc[tmp_desc->next]);
 330         cnt++;
 331     }
 332
 333     return cnt;
 334 }
 335
 336
 337 static int handle_ctrl(struct virtio_net_state * dev) {
 338     return 0;
 339 }
 340
 341 //get packet from guest
 342 static int handle_pkt_tx(struct virtio_net_state * virtio_state)
 343 {
 344     //struct virtio_net_state *virtio = (struct virtio_net_state *)dev->private_data;
 345     struct virtio_queue * q = &(virtio_state->tx_vq);
 346
 347     PrintDebug("VIRTIO NIC pkt_tx: cur_index=%d (mod=%d), avail_index=%d\n",
 348                q->cur_avail_idx, q->cur_avail_idx % q->queue_size, q->avail->index);
 349
 350     struct virtio_net_hdr * hdr = NULL;
 351
 352     while (q->cur_avail_idx < q->avail->index) {
 353         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 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         int i = 0;
 359
 360         PrintDebug("Descriptor Count=%d, index=%d\n", desc_cnt, q->cur_avail_idx % q->queue_size);
 361
 362         hdr_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 363
 364         PrintDebug("Header Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", hdr_desc,
 365                    (void *)(hdr_desc->addr_gpa), hdr_desc->length, hdr_desc->flags, hdr_desc->next);
 366
 367         if (guest_pa_to_host_va(virtio_state->virtio_dev->vm, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 368             PrintError("Could not translate block header address\n");
 369             return -1;
 370         }
 371
 372         //memcpy(&hdr, (void *)hdr_addr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 373         hdr = (struct virtio_net_hdr*)hdr_addr;
 374
 375         PrintDebug("NIC Op Hdr (ptr=%p) header len =%x\n", (void *)hdr_addr, (int)hdr->hdr_len);
 376
 377         desc_idx = hdr_desc->next;
 378
 379         for (i = 0; i < desc_cnt - 1; i++) {
 380             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 381
 382             PrintDebug("Buffer Descriptor (ptr=%p) gpa=%p, len=%d, flags=%x, next=%d\n", buf_desc,
 383                        (void *)(buf_desc->addr_gpa), buf_desc->length, buf_desc->flags, buf_desc->next);
 384
 385             if (pkt_write(virtio_state, buf_desc) == -1) {
 386                 PrintError("Error handling nic operation\n");
 387                 return -1;
 388             }
 389
 390             req_len += buf_desc->length;
 391             desc_idx = buf_desc->next;
 392         }
 393
 394         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 395         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = req_len; // What do we set this to????
 396
 397         q->used->index++;
 398         q->cur_avail_idx++;
 399     }
 400
 401     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 402         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio_state->pci_dev->config_header.intr_line);
 403         v3_pci_raise_irq(virtio_state->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio_state->pci_dev);
 404         virtio_state->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 405     }
 406
 407     return 0;
 408 }
 409
 410
 411 static int virtio_setup_queue(struct virtio_net_state * virtio_state, struct virtio_queue * queue, addr_t pfn, addr_t page_addr) {
 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
 477             if (length != 4) {
 478                 PrintError("Illegal write length for page frame number\n");
 479                 return -1;
 480             }
 481
 482             addr_t pfn = *(uint32_t *)src;
 483             addr_t page_addr = (pfn << VIRTIO_PAGE_SHIFT);
 484             uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 485
 486             switch (queue_idx) {
 487                 case 0:
 488                     virtio_setup_queue(virtio, &virtio->rx_vq, pfn, page_addr);
 489                     break;
 490                 case 1:
 491                     virtio_setup_queue(virtio, &virtio->tx_vq, pfn, page_addr);
 492                     break;
 493                 case 2:
 494                     virtio_setup_queue(virtio, &virtio->ctrl_vq, pfn, page_addr);
 495                     break;
 496
 497                 default:
 498                     break;
 499             }
 500
 501             break;
 502         case VRING_Q_SEL_PORT:
 503             virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector = *(uint16_t *)src;
 504
 505             if (virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector > 2) {
 506                 PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 507                            virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector);
 508                 return -1;
 509             }
 510
 511             break;
 512         case VRING_Q_NOTIFY_PORT:
 513             {
 514                 uint16_t queue_idx = *(uint16_t *)src;
 515
 516                 PrintDebug("Handling Kick\n");
 517
 518                 if (queue_idx == 0){
 519                     PrintError("receive queue notification\n");
 520                 } else if (queue_idx == 1){
 521                     if (handle_pkt_tx(virtio) == -1) {
 522                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 523                         return -1;
 524                     }
 525                 } else if (queue_idx == 2){
 526                     if (handle_ctrl(virtio) == -1) {
 527                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 528                         return -1;
 529                     }
 530                 } else {
 531                     PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 532                                queue_idx);
 533                 }
 534
 535                 break;
 536             }
 537         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 538             virtio->virtio_cfg.status = *(uint8_t *)src;
 539
 540             if (virtio->virtio_cfg.status == 0) {
 541                 PrintDebug("Resetting device\n");
 542                 virtio_reset(virtio);
 543             }
 544
 545             break;
 546
 547         case VIRTIO_ISR_PORT:
 548             virtio->virtio_cfg.pci_isr = *(uint8_t *)src;
 549             break;
 550         default:
 551             return -1;
 552             break;
 553     }
 554
 555     return length;
 556 }
 557
 558
 559 static int virtio_io_read(uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * private_data)
 560 {
 561    //struct vm_device * dev = (struct vm_device *)private_data;
 562     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 563     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 564     uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 565
 566     PrintDebug("VIRTIO NIC Read  for port %d (index =%d), length=%d",
 567                port, port_idx, length);
 568
 569     switch (port_idx) {
 570         case HOST_FEATURES_PORT:
 571             if (length != 4) {
 572                 PrintError("Illegal read length for host features\n");
 573                 return -1;
 574             }
 575
 576             *(uint32_t *)dst = virtio->virtio_cfg.host_features;
 577
 578             PrintDebug("value=0x%x\n", *(uint32_t *)dst);
 579
 580             break;
 581         case VRING_PG_NUM_PORT:
 582
 583             if (length != 4) {
 584                 PrintError("Illegal read length for page frame number\n");
 585                 return -1;
 586             }
 587
 588             switch (queue_idx) {
 589                 case 0:
 590                     *(uint32_t *)dst = virtio->rx_vq.pfn;
 591                     break;
 592                 case 1:
 593                     *(uint32_t *)dst = virtio->tx_vq.pfn;
 594                     break;
 595                 case 2:
 596                     *(uint32_t *)dst = virtio->ctrl_vq.pfn;
 597                     break;
 598                 default:
 599                     break;
 600             }
 601
 602             PrintDebug(", value=0x%x\n", *(uint32_t *)dst);
 603
 604             break;
 605         case VRING_SIZE_PORT:
 606
 607             if (length != 2) {
 608                 PrintError("Illegal read length for vring size\n");
 609                 return -1;
 610             }
 611
 612             switch (queue_idx) {
 613                 case 0:
 614                     *(uint16_t *)dst = virtio->rx_vq.queue_size;
 615                     break;
 616                 case 1:
 617                     *(uint16_t *)dst = virtio->tx_vq.queue_size;
 618                     break;
 619                 case 2:
 620                     *(uint16_t *)dst = virtio->ctrl_vq.queue_size;
 621                     break;
 622                 default:
 623                     break;
 624             }
 625
 626             PrintDebug("queue index: %d, value=0x%x\n", (int)queue_idx, *(uint16_t *)dst);
 627
 628             break;
 629         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 630
 631             if (length != 1) {
 632                 PrintError("Illegal read length for status\n");
 633                 return -1;
 634             }
 635
 636             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.status;
 637
 638             PrintDebug(", value=0x%x\n", *(uint8_t *)dst);
 639             break;
 640
 641         case VIRTIO_ISR_PORT:
 642             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.pci_isr;
 643             virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 644             v3_pci_lower_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 645
 646             PrintDebug(", value=0x%x\n", *(uint8_t *)dst);
 647
 648             break;
 649
 650         default:
 651             PrintError("Read of Unhandled Virtio Read\n");
 652             return -1;
 653     }
 654
 655     return length;
 656 }
 657
 658
 659 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 660     .free = virtio_free,
 661     .reset = NULL,
 662     .start = NULL,
 663     .stop = NULL,
 664 };
 665
 666
 667 static int register_dev(struct virtio_dev_state * virtio, struct virtio_net_state * net_state)
 668 {
 669     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 670     struct v3_pci_bar bars[6];
 671     int num_ports = sizeof(struct virtio_config);
 672     int tmp_ports = num_ports;
 673     int i;
 674
 675     // This gets the number of ports, rounded up to a power of 2
 676     net_state->io_range_size = 1; // must be a power of 2
 677
 678     while (tmp_ports > 0) {
 679         tmp_ports >>= 1;
 680         net_state->io_range_size <<= 1;
 681     }
 682
 683     // this is to account for any low order bits being set in num_ports
 684     // if there are none, then num_ports was already a power of 2 so we shift right to reset it
 685     if ((num_ports & ((net_state->io_range_size >> 1) - 1)) == 0) {
 686         net_state->io_range_size >>= 1;
 687     }
 688
 689
 690     for (i = 0; i < 6; i++) {
 691         bars[i].type = PCI_BAR_NONE;
 692     }
 693
 694     PrintDebug("Virtio-NIC io_range_size = %d\n", net_state->io_range_size);
 695
 696     bars[0].type = PCI_BAR_IO;
 697     bars[0].default_base_port = -1;
 698     bars[0].num_ports = net_state->io_range_size;
 699
 700     bars[0].io_read = virtio_io_read;
 701     bars[0].io_write = virtio_io_write;
 702     bars[0].private_data = net_state;
 703
 704     pci_dev = v3_pci_register_device(virtio->pci_bus, PCI_STD_DEVICE,
 705                                      0, PCI_AUTO_DEV_NUM, 0,
 706                                      "LNX_VIRTIO_NIC", bars,
 707                                      NULL, NULL, NULL, net_state);
 708
 709     if (!pci_dev) {
 710         PrintError("Could not register PCI Device\n");
 711         return -1;
 712     }
 713
 714     PrintDebug("Virtio-NIC registered to PCI bus\n");
 715
 716     pci_dev->config_header.vendor_id = VIRTIO_VENDOR_ID;
 717     pci_dev->config_header.subsystem_vendor_id = VIRTIO_SUBVENDOR_ID;
 718
 719
 720     pci_dev->config_header.device_id = VIRTIO_NET_DEV_ID;
 721     pci_dev->config_header.class = PCI_CLASS_NETWORK;
 722     pci_dev->config_header.subclass = PCI_NET_SUBCLASS_OTHER;
 723
 724     pci_dev->config_header.subsystem_id = VIRTIO_NET_SUBDEVICE_ID;;
 725
 726     pci_dev->config_header.intr_pin = 1;
 727
 728     pci_dev->config_header.max_latency = 1; // ?? (qemu does it...)
 729
 730
 731     net_state->pci_dev = pci_dev;
 732     //net_state->pci_bus = pci_bus;
 733
 734     net_state->virtio_cfg.host_features = 0; //no features support now
 735
 736     net_state->rx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 737     net_state->tx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 738     net_state->ctrl_vq.queue_size = CTRL_QUEUE_SIZE;
 739
 740     net_state->virtio_dev = virtio;
 741
 742     virtio_reset(net_state);
 743
 744     return 0;
 745 }
 746
 747
 748
 749 static int connect_fn(struct guest_info * info,
 750                       void * frontend_data,
 751                       struct v3_dev_net_ops * ops,
 752                       v3_cfg_tree_t * cfg,
 753                       void * private_data) {
 754     struct virtio_dev_state * virtio = (struct virtio_dev_state *)frontend_data;
 755     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 756
 757     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 758
 759     register_dev(virtio, net_state);
 760
 761     net_state->net_ops = ops;
 762     net_state->backend_data = private_data;
 763
 764     return 0;
 765 }
 766
 767
 768 static int virtio_init(struct guest_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 769     struct vm_device * pci_bus = v3_find_dev(vm, v3_cfg_val(cfg, "bus"));
 770     struct virtio_dev_state * virtio_state = NULL;
 771     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
 772
 773     PrintDebug("Initializing VIRTIO Network device\n");
 774
 775     if (pci_bus == NULL) {
 776         PrintError("VirtIO devices require a PCI Bus");
 777         return -1;
 778     }
 779
 780     virtio_state  = (struct virtio_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_dev_state));
 781     memset(virtio_state, 0, sizeof(struct virtio_dev_state));
 782
 783     INIT_LIST_HEAD(&(virtio_state->dev_list));
 784     virtio_state->pci_bus = pci_bus;
 785     virtio_state->vm = vm;
 786
 787     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, virtio_state);
 788     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
 789         PrintError("Could not attach device %s\n", name);
 790         return -1;
 791     }
 792
 793     if (v3_dev_add_net_frontend(vm, name, connect_fn, (void *)virtio_state) == -1) {
 794         PrintError("Could not register %s as net frontend\n", name);
 795         return -1;
 796     }
 797
 798
 799     //for temporary testing, add a backend
 800     #if 1
 801
 802     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 803     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 804
 805     net_state->net_ops = (struct v3_dev_net_ops *)V3_Malloc(sizeof(struct v3_dev_net_ops));
 806
 807     net_state->net_ops->send = &send;
 808     net_state->net_ops->receive = &receive;
 809
 810     register_dev(virtio_state, net_state);
 811
 812     PrintDebug("Virtio NIC After register Device: queue size: %d, %d\n",
 813                net_state->rx_vq.queue_size, net_state->tx_vq.queue_size);
 814
 815
 816     #endif
 817
 818     return 0;
 819 }
 820
 821 device_register("LNX_VIRTIO_NIC", virtio_init)
 822