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 #include <palacios/vmm_util.h>
  31
  32 #include <devices/pci.h>
  33
  34
  35 #ifndef CONFIG_DEBUG_VIRTIO_NET
  36 #undef PrintDebug
  37 #define PrintDebug(fmt, args...)
  38 #endif
  39
  40 #ifdef CONFIG_VNET_PROFILE
  41 #define VIRTIO_NIC_PROFILE
  42 #endif
  43
  44 #define VIRTIO_NET_S_LINK_UP    1       /* Link is up */
  45 #define VIRTIO_NET_MAX_BUFSIZE (sizeof(struct virtio_net_hdr) + (64 << 10))
  46
  47 struct virtio_net_hdr {
  48         uint8_t flags;
  49
  50 #define VIRTIO_NET_HDR_GSO_NONE         0       /* Not a GSO frame */
  51         uint8_t gso_type;
  52         uint16_t hdr_len;               /* Ethernet + IP + tcp/udp hdrs */
  53         uint16_t gso_size;              /* Bytes to append to hdr_len per frame */
  54         uint16_t csum_start;    /* Position to start checksumming from */
  55         uint16_t csum_offset;   /* Offset after that to place checksum */
  56 }__attribute__((packed));
  57
  58
  59 #define QUEUE_SIZE 1024
  60 #define CTRL_QUEUE_SIZE 64
  61 #define ETH_ALEN 6
  62
  63 struct virtio_net_config
  64 {
  65     uint8_t mac[ETH_ALEN]; //VIRTIO_NET_F_MAC
  66     uint16_t status;
  67 } __attribute__((packed));
  68
  69 struct virtio_dev_state {
  70     struct vm_device * pci_bus;
  71     struct list_head dev_list;
  72     struct v3_vm_info *vm;
  73 };
  74
  75 struct virtio_net_state {
  76     struct virtio_net_config net_cfg;
  77     struct virtio_config virtio_cfg;
  78
  79     struct vm_device * dev;
  80     struct pci_device * pci_dev;
  81     int io_range_size;
  82
  83     struct virtio_queue rx_vq;   //index 0, rvq in Linux virtio driver, handle packet to guest
  84     struct virtio_queue tx_vq;   //index 1, svq in Linux virtio driver, handle packet from guest
  85     struct virtio_queue ctrl_vq; //index 2, ctrol info from guest
  86
  87     ulong_t pkt_sent, pkt_recv, pkt_drop;
  88
  89     struct v3_dev_net_ops * net_ops;
  90
  91     v3_lock_t lock;
  92
  93     void * backend_data;
  94     struct virtio_dev_state * virtio_dev;
  95     struct list_head dev_link;
  96 };
  97
  98 static int virtio_free(struct vm_device * dev)
  99 {
 100
 101     return -1;
 102 }
 103
 104 static int virtio_init_state(struct virtio_net_state * virtio)
 105 {
 106     virtio->rx_vq.ring_desc_addr = 0;
 107     virtio->rx_vq.ring_avail_addr = 0;
 108     virtio->rx_vq.ring_used_addr = 0;
 109     virtio->rx_vq.pfn = 0;
 110     virtio->rx_vq.cur_avail_idx = 0;
 111
 112     virtio->tx_vq.ring_desc_addr = 0;
 113     virtio->tx_vq.ring_avail_addr = 0;
 114     virtio->tx_vq.ring_used_addr = 0;
 115     virtio->tx_vq.pfn = 0;
 116     virtio->tx_vq.cur_avail_idx = 0;
 117
 118     virtio->ctrl_vq.ring_desc_addr = 0;
 119     virtio->ctrl_vq.ring_avail_addr = 0;
 120     virtio->ctrl_vq.ring_used_addr = 0;
 121     virtio->ctrl_vq.pfn = 0;
 122     virtio->ctrl_vq.cur_avail_idx = 0;
 123
 124     virtio->virtio_cfg.host_features = 0;
 125     //virtio->virtio_cfg.status = VIRTIO_NET_S_LINK_UP;
 126     virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 127
 128     if (v3_lock_init(&(virtio->lock)) == -1){
 129         PrintError("Virtio NIC: Failure to init lock for net_state\n");
 130     }
 131
 132     virtio->pkt_sent = virtio->pkt_recv = virtio->pkt_drop = 0;
 133
 134     return 0;
 135 }
 136
 137 static int pkt_tx(struct guest_info *core, struct virtio_net_state * virtio, struct vring_desc * buf_desc)
 138 {
 139     uint8_t * buf = NULL;
 140     uint32_t len = buf_desc->length;
 141
 142     PrintDebug("Virtio NIC: Virtio Pkt Sending, net_state: %p, pkt size: %d\n", virtio, len);
 143
 144     if (guest_pa_to_host_va(core, buf_desc->addr_gpa, (addr_t *)&(buf)) == -1) {
 145         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 146         return -1;
 147     }
 148
 149     if (virtio->net_ops->send(buf, len, (void *)core, NULL) == -1) {
 150         return -1;
 151     }
 152
 153     return 0;
 154 }
 155
 156 static int build_receive_header(struct virtio_net_hdr * hdr, const void * buf, int raw) {
 157     hdr->flags = 0;
 158
 159     if (!raw) {
 160         memcpy(hdr, buf, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 161     } else {
 162         memset(hdr, 0, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 163     }
 164
 165     return 0;
 166 }
 167
 168 static int copy_data_to_desc(struct guest_info *core,
 169                                         struct virtio_net_state * virtio_state,
 170                                         struct vring_desc * desc,
 171                                         uchar_t * buf,
 172                                         uint_t buf_len)
 173 {
 174     uint32_t len;
 175     uint8_t * desc_buf = NULL;
 176
 177     if (guest_pa_to_host_va(core, desc->addr_gpa, (addr_t *)&(desc_buf)) == -1) {
 178         PrintError("Could not translate buffer address\n");
 179         return -1;
 180     }
 181     len = (desc->length < buf_len)?desc->length:buf_len;
 182     memcpy(desc_buf, buf, len);
 183
 184     return len;
 185 }
 186
 187
 188
 189
 190 static int get_desc_count(struct virtio_queue * q, int index) {
 191     struct vring_desc * tmp_desc = &(q->desc[index]);
 192     int cnt = 1;
 193
 194     while (tmp_desc->flags & VIRTIO_NEXT_FLAG) {
 195         tmp_desc = &(q->desc[tmp_desc->next]);
 196         cnt++;
 197     }
 198
 199     return cnt;
 200 }
 201
 202 static int handle_ctrl(struct guest_info *core, struct virtio_net_state * dev) {
 203     return 0;
 204 }
 205
 206 static int handle_pkt_tx(struct guest_info *core, struct virtio_net_state * virtio_state)
 207 {
 208     struct virtio_queue * q = &(virtio_state->tx_vq);
 209     struct virtio_net_hdr * hdr = NULL;
 210
 211     if (q->avail->index < q->last_avail_idx) {
 212         q->idx_overflow = true;
 213     }
 214
 215     q->last_avail_idx = q->avail->index;
 216
 217     while (q->cur_avail_idx < q->avail->index ||
 218            (q->idx_overflow && q->cur_avail_idx < (q->avail->index + 65536))) {
 219         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 220         addr_t hdr_addr = 0;
 221         uint16_t desc_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 222         int desc_cnt = get_desc_count(q, desc_idx);
 223         uint32_t req_len = 0;
 224         int i = 0;
 225
 226         hdr_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 227         if (guest_pa_to_host_va(core, hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 228             PrintError("Could not translate block header address\n");
 229             return -1;
 230         }
 231
 232         hdr = (struct virtio_net_hdr*)hdr_addr;
 233         desc_idx = hdr_desc->next;
 234
 235         for (i = 0; i < desc_cnt - 1; i++) {
 236             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[desc_idx]);
 237             if (pkt_tx(core, virtio_state, buf_desc) == -1) {
 238                 PrintError("Error handling nic operation\n");
 239                 return -1;
 240             }
 241
 242             req_len += buf_desc->length;
 243             desc_idx = buf_desc->next;
 244         }
 245         virtio_state->pkt_sent ++;
 246
 247         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 248         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].length = req_len; // What do we set this to????
 249         q->used->index++;
 250
 251         int last_idx = q->cur_avail_idx;
 252
 253         q->cur_avail_idx ++;
 254
 255         if (q->cur_avail_idx < last_idx) {
 256             q->idx_overflow = false;
 257         }
 258     }
 259
 260     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 261         v3_pci_raise_irq(virtio_state->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio_state->pci_dev);
 262         virtio_state->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 263     }
 264
 265 #ifdef VIRTIO_NIC_PROFILE
 266     if(virtio_state->pkt_sent % 10000 == 0)
 267         PrintError("Virtio NIC: %p, pkt_sent: %ld\n", virtio_state, virtio_state->pkt_sent);
 268 #endif
 269
 270 #ifdef CONFIG_VNET_PROFILE
 271     uint64_t time;
 272     rdtscll(time);
 273     core->vnet_times.total_handle_time = time - core->vnet_times.virtio_handle_start;
 274     core->vnet_times.print = true;
 275 #endif
 276
 277     return 0;
 278 }
 279
 280
 281 static int virtio_setup_queue(struct guest_info *core,
 282                                                         struct virtio_net_state * virtio_state,
 283                                                         struct virtio_queue * queue,
 284                                                         addr_t pfn,
 285                                                         addr_t page_addr) {
 286     queue->pfn = pfn;
 287
 288     queue->ring_desc_addr = page_addr;
 289     queue->ring_avail_addr = page_addr + (queue->queue_size * sizeof(struct vring_desc));
 290     queue->ring_used_addr = ((queue->ring_avail_addr) +
 291                              (sizeof(struct vring_avail)) +
 292                              (queue->queue_size * sizeof(uint16_t)));
 293
 294     // round up to next page boundary.
 295     queue->ring_used_addr = (queue->ring_used_addr + 0xfff) & ~0xfff;
 296     if (guest_pa_to_host_va(core, queue->ring_desc_addr, (addr_t *)&(queue->desc)) == -1) {
 297         PrintError("Could not translate ring descriptor address\n");
 298          return -1;
 299     }
 300
 301     if (guest_pa_to_host_va(core, queue->ring_avail_addr, (addr_t *)&(queue->avail)) == -1) {
 302         PrintError("Could not translate ring available address\n");
 303         return -1;
 304     }
 305
 306     if (guest_pa_to_host_va(core, queue->ring_used_addr, (addr_t *)&(queue->used)) == -1) {
 307         PrintError("Could not translate ring used address\n");
 308         return -1;
 309     }
 310
 311     PrintDebug("RingDesc_addr=%p, Avail_addr=%p, Used_addr=%p\n",
 312                (void *)(queue->ring_desc_addr),
 313                (void *)(queue->ring_avail_addr),
 314                (void *)(queue->ring_used_addr));
 315
 316     PrintDebug("RingDesc=%p, Avail=%p, Used=%p\n",
 317                queue->desc, queue->avail, queue->used);
 318
 319     return 0;
 320 }
 321
 322 static int virtio_io_write(struct guest_info *core, uint16_t port, void * src, uint_t length, void * private_data)
 323 {
 324     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 325     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 326
 327 #ifdef CONFIG_VNET_PROFILE
 328     uint64_t time;
 329     rdtscll(time);
 330     core->vnet_times.virtio_handle_start = time;
 331 #endif
 332
 333     PrintDebug("VIRTIO NIC %p Write for port %d (index=%d) len=%d, value=%x\n", private_data,
 334                port, port_idx,  length, *(uint32_t *)src);
 335
 336     switch (port_idx) {
 337         case GUEST_FEATURES_PORT:
 338             if (length != 4) {
 339                 PrintError("Illegal write length for guest features\n");
 340                 return -1;
 341             }
 342             virtio->virtio_cfg.guest_features = *(uint32_t *)src;
 343             PrintDebug("Setting Guest Features to %x\n", virtio->virtio_cfg.guest_features);
 344             break;
 345
 346         case VRING_PG_NUM_PORT:
 347             if (length != 4) {
 348                 PrintError("Illegal write length for page frame number\n");
 349                 return -1;
 350             }
 351             addr_t pfn = *(uint32_t *)src;
 352             addr_t page_addr = (pfn << VIRTIO_PAGE_SHIFT);
 353             uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 354
 355             PrintDebug("Virtio Write: pfn: %p, page_addr %p, queue_idx %d\n", (void *)pfn, (void *)page_addr, queue_idx);
 356
 357             switch (queue_idx) {
 358                 case 0:
 359                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->rx_vq, pfn, page_addr);
 360                     break;
 361                 case 1:
 362                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->tx_vq, pfn, page_addr);
 363                     break;
 364                 case 2:
 365                     virtio_setup_queue(core, virtio, &virtio->ctrl_vq, pfn, page_addr);
 366                     break;
 367                 default:
 368                     break;
 369             }
 370             break;
 371
 372         case VRING_Q_SEL_PORT:
 373             virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector = *(uint16_t *)src;
 374             if (virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector > 2) {
 375                 PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 376                            virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector);
 377                 return -1;
 378             }
 379             break;
 380
 381         case VRING_Q_NOTIFY_PORT:
 382             {
 383                 uint16_t queue_idx = *(uint16_t *)src;
 384                 if (queue_idx == 0){
 385                     PrintDebug("receive queue notification 0, packet get by Guest\n");
 386                 } else if (queue_idx == 1){
 387                     if (handle_pkt_tx(core, virtio) == -1) {
 388                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 389                         return -1;
 390                     }
 391                 } else if (queue_idx == 2){
 392                     if (handle_ctrl(core, virtio) == -1) {
 393                         PrintError("Could not handle NIC Notification\n");
 394                         return -1;
 395                     }
 396                 } else {
 397                     PrintError("Virtio NIC device only uses 3 queue, selected %d\n",
 398                                queue_idx);
 399                 }
 400                 break;
 401             }
 402
 403         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 404             virtio->virtio_cfg.status = *(uint8_t *)src;
 405             if (virtio->virtio_cfg.status == 0) {
 406                 PrintDebug("Resetting device\n");
 407                 virtio_init_state(virtio);
 408             }
 409             break;
 410
 411         case VIRTIO_ISR_PORT:
 412             virtio->virtio_cfg.pci_isr = *(uint8_t *)src;
 413             break;
 414         default:
 415             return -1;
 416             break;
 417     }
 418
 419     return length;
 420 }
 421
 422 static int virtio_io_read(struct guest_info *core, uint16_t port, void * dst, uint_t length, void * private_data)
 423 {
 424     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 425     int port_idx = port % virtio->io_range_size;
 426     uint16_t queue_idx = virtio->virtio_cfg.vring_queue_selector;
 427
 428     PrintDebug("Virtio NIC %p: Read  for port %d (index =%d), length=%d\n", private_data,
 429                port, port_idx, length);
 430
 431     switch (port_idx) {
 432         case HOST_FEATURES_PORT:
 433             if (length != 4) {
 434                 PrintError("Illegal read length for host features\n");
 435                 return -1;
 436             }
 437             *(uint32_t *)dst = virtio->virtio_cfg.host_features;
 438             break;
 439
 440         case VRING_PG_NUM_PORT:
 441             if (length != 4) {
 442                 PrintError("Illegal read length for page frame number\n");
 443                 return -1;
 444             }
 445             switch (queue_idx) {
 446                 case 0:
 447                     *(uint32_t *)dst = virtio->rx_vq.pfn;
 448                     break;
 449                 case 1:
 450                     *(uint32_t *)dst = virtio->tx_vq.pfn;
 451                     break;
 452                 case 2:
 453                     *(uint32_t *)dst = virtio->ctrl_vq.pfn;
 454                     break;
 455                 default:
 456                     break;
 457             }
 458             break;
 459
 460         case VRING_SIZE_PORT:
 461             if (length != 2) {
 462                 PrintError("Illegal read length for vring size\n");
 463                 return -1;
 464             }
 465             switch (queue_idx) {
 466                 case 0:
 467                     *(uint16_t *)dst = virtio->rx_vq.queue_size;
 468                     break;
 469                 case 1:
 470                     *(uint16_t *)dst = virtio->tx_vq.queue_size;
 471                     break;
 472                 case 2:
 473                     *(uint16_t *)dst = virtio->ctrl_vq.queue_size;
 474                     break;
 475                 default:
 476                     break;
 477             }
 478             PrintDebug("queue index: %d, value=0x%x\n", (int)queue_idx, *(uint16_t *)dst);
 479             break;
 480
 481         case VIRTIO_STATUS_PORT:
 482             if (length != 1) {
 483                 PrintError("Illegal read length for status\n");
 484                 return -1;
 485             }
 486             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.status;
 487             break;
 488
 489         case VIRTIO_ISR_PORT:
 490             *(uint8_t *)dst = virtio->virtio_cfg.pci_isr;
 491             virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0;
 492             v3_pci_lower_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 493             break;
 494
 495         default:
 496             PrintError("Virtio NIC: Read of Unhandled Virtio Read\n");
 497             return -1;
 498     }
 499
 500     return length;
 501 }
 502
 503
 504
 505
 506 static int virtio_rx(uint8_t * buf, uint32_t size, void * private_data) {
 507     struct virtio_net_state * virtio = (struct virtio_net_state *)private_data;
 508     struct virtio_queue * q = &(virtio->rx_vq);
 509     struct virtio_net_hdr hdr;
 510     uint32_t hdr_len = sizeof(struct virtio_net_hdr);
 511     uint32_t data_len = size;
 512     uint32_t offset = 0;
 513     unsigned long flags;
 514     int ret_val;
 515     int raw = 1;
 516
 517     flags = v3_lock_irqsave(virtio->lock);
 518
 519     PrintDebug("VIRTIO NIC: receiving packet to virtio nic %p, size:%d\n", virtio, size);
 520
 521     virtio->pkt_recv ++;
 522
 523     if (!raw){
 524         data_len -= hdr_len;
 525     }
 526
 527     build_receive_header(&hdr, buf, raw);
 528
 529     if (q->ring_avail_addr == 0) {
 530         PrintError("Queue is not set\n");
 531         ret_val = -1;
 532         goto exit;
 533     }
 534
 535     if (q->last_avail_idx > q->avail->index)
 536         q->idx_overflow = true;
 537     q->last_avail_idx = q->avail->index;
 538
 539     if (q->cur_avail_idx < q->avail->index || (q->idx_overflow && q->cur_avail_idx < q->avail->index+65536)){
 540         addr_t hdr_addr = 0;
 541         uint16_t hdr_idx = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 542         uint16_t buf_idx = 0;
 543         struct vring_desc * hdr_desc = NULL;
 544
 545         hdr_desc = &(q->desc[hdr_idx]);
 546         if (guest_pa_to_host_va(&(virtio->virtio_dev->vm->cores[0]), hdr_desc->addr_gpa, &(hdr_addr)) == -1) {
 547             PrintError("Could not translate receive buffer address\n");
 548             ret_val = -1;
 549             goto exit;
 550         }
 551
 552         memcpy((void *)hdr_addr, &hdr, sizeof(struct virtio_net_hdr));
 553         if (offset >= data_len) {
 554             hdr_desc->flags &= ~VIRTIO_NEXT_FLAG;
 555         }
 556
 557         for (buf_idx = hdr_desc->next; offset < data_len; buf_idx = q->desc[hdr_idx].next) {
 558             struct vring_desc * buf_desc = &(q->desc[buf_idx]);
 559             uint32_t len = 0;
 560
 561             len = copy_data_to_desc(&(virtio->virtio_dev->vm->cores[0]), virtio, buf_desc, buf + offset, data_len - offset);
 562             offset += len;
 563             if (offset < data_len) {
 564                 buf_desc->flags = VIRTIO_NEXT_FLAG;
 565             }
 566             buf_desc->length = len;
 567         }
 568
 569         q->used->ring[q->used->index % q->queue_size].id = q->avail->ring[q->cur_avail_idx % q->queue_size];
 570         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)
 571         q->used->index++;
 572
 573         int last_idx = q->cur_avail_idx;
 574         q->cur_avail_idx++;
 575         if (q->cur_avail_idx < last_idx)
 576             q->idx_overflow = false;
 577     } else {
 578         virtio->pkt_drop++;
 579
 580 #ifdef VIRTIO_NIC_PROFILE
 581         PrintError("Virtio NIC: %p, one pkt dropped receieved: %ld, dropped: %ld, sent: %ld curidx: %d, avaiIdx: %d\n",
 582                 virtio, virtio->pkt_recv, virtio->pkt_drop, virtio->pkt_sent, q->cur_avail_idx, q->avail->index);
 583 #endif
 584     }
 585
 586     if (!(q->avail->flags & VIRTIO_NO_IRQ_FLAG)) {
 587         PrintDebug("Raising IRQ %d\n",  virtio->pci_dev->config_header.intr_line);
 588         v3_pci_raise_irq(virtio->virtio_dev->pci_bus, 0, virtio->pci_dev);
 589         virtio->virtio_cfg.pci_isr = 0x1;
 590     }
 591
 592 #ifdef VIRTIO_NIC_PROFILE
 593     if ((virtio->pkt_recv % 10000) == 0){
 594         PrintError("Virtio NIC: %p, receieved: %ld, dropped: %ld, sent: %ld\n",
 595                 virtio, virtio->pkt_recv, virtio->pkt_drop, virtio->pkt_sent);
 596     }
 597 #endif
 598
 599     ret_val = offset;
 600
 601 exit:
 602
 603     v3_unlock_irqrestore(virtio->lock, flags);
 604
 605     return ret_val;
 606 }
 607
 608
 609 static struct v3_device_ops dev_ops = {
 610     .free = virtio_free,
 611     .reset = NULL,
 612     .start = NULL,
 613     .stop = NULL,
 614 };
 615
 616 static int register_dev(struct virtio_dev_state * virtio, struct virtio_net_state * net_state)
 617 {
 618     struct pci_device * pci_dev = NULL;
 619     struct v3_pci_bar bars[6];
 620     int num_ports = sizeof(struct virtio_config);
 621     int tmp_ports = num_ports;
 622     int i;
 623
 624     // This gets the number of ports, rounded up to a power of 2
 625     net_state->io_range_size = 1; // must be a power of 2
 626     while (tmp_ports > 0) {
 627         tmp_ports >>= 1;
 628         net_state->io_range_size <<= 1;
 629     }
 630
 631     // this is to account for any low order bits being set in num_ports
 632     // if there are none, then num_ports was already a power of 2 so we shift right to reset it
 633     if ((num_ports & ((net_state->io_range_size >> 1) - 1)) == 0) {
 634         net_state->io_range_size >>= 1;
 635     }
 636
 637     for (i = 0; i < 6; i++) {
 638         bars[i].type = PCI_BAR_NONE;
 639     }
 640
 641     PrintDebug("Virtio-NIC io_range_size = %d\n", net_state->io_range_size);
 642
 643     bars[0].type = PCI_BAR_IO;
 644     bars[0].default_base_port = -1;
 645     bars[0].num_ports = net_state->io_range_size;
 646     bars[0].io_read = virtio_io_read;
 647     bars[0].io_write = virtio_io_write;
 648     bars[0].private_data = net_state;
 649
 650     pci_dev = v3_pci_register_device(virtio->pci_bus, PCI_STD_DEVICE,
 651                                      0, PCI_AUTO_DEV_NUM, 0,
 652                                      "LNX_VIRTIO_NIC", bars,
 653                                      NULL, NULL, NULL, net_state);
 654
 655     if (!pci_dev) {
 656         PrintError("Virtio NIC: Could not register PCI Device\n");
 657         return -1;
 658     }
 659
 660     PrintDebug("Virtio NIC:  registered to PCI bus\n");
 661
 662     pci_dev->config_header.vendor_id = VIRTIO_VENDOR_ID;
 663     pci_dev->config_header.subsystem_vendor_id = VIRTIO_SUBVENDOR_ID;
 664
 665
 666     pci_dev->config_header.device_id = VIRTIO_NET_DEV_ID;
 667     pci_dev->config_header.class = PCI_CLASS_NETWORK;
 668     pci_dev->config_header.subclass = PCI_NET_SUBCLASS_OTHER;
 669     pci_dev->config_header.subsystem_id = VIRTIO_NET_SUBDEVICE_ID;
 670     pci_dev->config_header.intr_pin = 1;
 671     pci_dev->config_header.max_latency = 1; // ?? (qemu does it...)
 672
 673     net_state->pci_dev = pci_dev;
 674     net_state->virtio_cfg.host_features = 0; //no features support now
 675     net_state->rx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 676     net_state->tx_vq.queue_size = QUEUE_SIZE;
 677     net_state->ctrl_vq.queue_size = CTRL_QUEUE_SIZE;
 678     net_state->virtio_dev = virtio;
 679
 680     virtio_init_state(net_state);
 681
 682     return 0;
 683 }
 684
 685 static int connect_fn(struct v3_vm_info * info,
 686                       void * frontend_data,
 687                       struct v3_dev_net_ops * ops,
 688                       v3_cfg_tree_t * cfg,
 689                       void * private_data) {
 690     struct virtio_dev_state * virtio = (struct virtio_dev_state *)frontend_data;
 691     struct virtio_net_state * net_state  = (struct virtio_net_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_net_state));
 692
 693     memset(net_state, 0, sizeof(struct virtio_net_state));
 694     register_dev(virtio, net_state);
 695
 696     net_state->net_ops = ops;
 697     net_state->backend_data = private_data;
 698
 699     ops->recv = virtio_rx;
 700     ops->frontend_data = net_state;
 701
 702     return 0;
 703 }
 704
 705 static int virtio_init(struct v3_vm_info * vm, v3_cfg_tree_t * cfg) {
 706     struct vm_device * pci_bus = v3_find_dev(vm, v3_cfg_val(cfg, "bus"));
 707     struct virtio_dev_state * virtio_state = NULL;
 708     char * name = v3_cfg_val(cfg, "name");
 709
 710     PrintDebug("Virtio NIC: Initializing VIRTIO Network device: %s\n", name);
 711
 712     if (pci_bus == NULL) {
 713         PrintError("Virtio NIC: VirtIO devices require a PCI Bus");
 714         return -1;
 715     }
 716
 717     virtio_state  = (struct virtio_dev_state *)V3_Malloc(sizeof(struct virtio_dev_state));
 718     memset(virtio_state, 0, sizeof(struct virtio_dev_state));
 719
 720     INIT_LIST_HEAD(&(virtio_state->dev_list));
 721     virtio_state->pci_bus = pci_bus;
 722     virtio_state->vm = vm;
 723
 724     struct vm_device * dev = v3_allocate_device(name, &dev_ops, virtio_state);
 725     if (v3_attach_device(vm, dev) == -1) {
 726         PrintError("Virtio NIC: Could not attach device %s\n", name);
 727         return -1;
 728     }
 729
 730     if (v3_dev_add_net_frontend(vm, name, connect_fn, (void *)virtio_state) == -1) {
 731         PrintError("Virtio NIC: Could not register %s as net frontend\n", name);
 732         return -1;
 733     }
 734
 735     return 0;
 736 }
 737
 738 device_register("LNX_VIRTIO_NIC", virtio_init)
 739