1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
2 /*
3  * Copyright (C) 2018, Tuomas Tynkkynen <tuomas.tynkkynen@iki.fi>
4  * Copyright (C) 2018, Bin Meng <bmeng.cn@gmail.com>
5  *
6  * VirtIO memory-maped I/O transport driver
7  * Ported from Linux drivers/virtio/virtio_mmio.c
8  */
9 
10 #include <common.h>
11 #include <dm.h>
12 #include <log.h>
13 #include <virtio_types.h>
14 #include <virtio.h>
15 #include <virtio_ring.h>
16 #include <linux/bug.h>
17 #include <linux/compat.h>
18 #include <linux/err.h>
19 #include <linux/io.h>
20 #include "virtio_mmio.h"
21 
virtio_mmio_get_config(struct udevice * udev,unsigned int offset,void * buf,unsigned int len)22 static int virtio_mmio_get_config(struct udevice *udev, unsigned int offset,
23 				  void *buf, unsigned int len)
24 {
25 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
26 	void __iomem *base = priv->base + VIRTIO_MMIO_CONFIG;
27 	u8 b;
28 	__le16 w;
29 	__le32 l;
30 
31 	if (priv->version == 1) {
32 		u8 *ptr = buf;
33 		int i;
34 
35 		for (i = 0; i < len; i++)
36 			ptr[i] = readb(base + offset + i);
37 
38 		return 0;
39 	}
40 
41 	switch (len) {
42 	case 1:
43 		b = readb(base + offset);
44 		memcpy(buf, &b, sizeof(b));
45 		break;
46 	case 2:
47 		w = cpu_to_le16(readw(base + offset));
48 		memcpy(buf, &w, sizeof(w));
49 		break;
50 	case 4:
51 		l = cpu_to_le32(readl(base + offset));
52 		memcpy(buf, &l, sizeof(l));
53 		break;
54 	case 8:
55 		l = cpu_to_le32(readl(base + offset));
56 		memcpy(buf, &l, sizeof(l));
57 		l = cpu_to_le32(readl(base + offset + sizeof(l)));
58 		memcpy(buf + sizeof(l), &l, sizeof(l));
59 		break;
60 	default:
61 		WARN_ON(true);
62 	}
63 
64 	return 0;
65 }
66 
virtio_mmio_set_config(struct udevice * udev,unsigned int offset,const void * buf,unsigned int len)67 static int virtio_mmio_set_config(struct udevice *udev, unsigned int offset,
68 				  const void *buf, unsigned int len)
69 {
70 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
71 	void __iomem *base = priv->base + VIRTIO_MMIO_CONFIG;
72 	u8 b;
73 	__le16 w;
74 	__le32 l;
75 
76 	if (priv->version == 1) {
77 		const u8 *ptr = buf;
78 		int i;
79 
80 		for (i = 0; i < len; i++)
81 			writeb(ptr[i], base + offset + i);
82 
83 		return 0;
84 	}
85 
86 	switch (len) {
87 	case 1:
88 		memcpy(&b, buf, sizeof(b));
89 		writeb(b, base + offset);
90 		break;
91 	case 2:
92 		memcpy(&w, buf, sizeof(w));
93 		writew(le16_to_cpu(w), base + offset);
94 		break;
95 	case 4:
96 		memcpy(&l, buf, sizeof(l));
97 		writel(le32_to_cpu(l), base + offset);
98 		break;
99 	case 8:
100 		memcpy(&l, buf, sizeof(l));
101 		writel(le32_to_cpu(l), base + offset);
102 		memcpy(&l, buf + sizeof(l), sizeof(l));
103 		writel(le32_to_cpu(l), base + offset + sizeof(l));
104 		break;
105 	default:
106 		WARN_ON(true);
107 	}
108 
109 	return 0;
110 }
111 
virtio_mmio_generation(struct udevice * udev,u32 * counter)112 static int virtio_mmio_generation(struct udevice *udev, u32 *counter)
113 {
114 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
115 
116 	if (priv->version == 1)
117 		*counter = 0;
118 	else
119 		*counter = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_CONFIG_GENERATION);
120 
121 	return 0;
122 }
123 
virtio_mmio_get_status(struct udevice * udev,u8 * status)124 static int virtio_mmio_get_status(struct udevice *udev, u8 *status)
125 {
126 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
127 
128 	*status = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_STATUS) & 0xff;
129 
130 	return 0;
131 }
132 
virtio_mmio_set_status(struct udevice * udev,u8 status)133 static int virtio_mmio_set_status(struct udevice *udev, u8 status)
134 {
135 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
136 
137 	/* We should never be setting status to 0 */
138 	WARN_ON(status == 0);
139 
140 	writel(status, priv->base + VIRTIO_MMIO_STATUS);
141 
142 	return 0;
143 }
144 
virtio_mmio_reset(struct udevice * udev)145 static int virtio_mmio_reset(struct udevice *udev)
146 {
147 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
148 
149 	/* 0 status means a reset */
150 	writel(0, priv->base + VIRTIO_MMIO_STATUS);
151 
152 	return 0;
153 }
154 
virtio_mmio_get_features(struct udevice * udev,u64 * features)155 static int virtio_mmio_get_features(struct udevice *udev, u64 *features)
156 {
157 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
158 
159 	writel(1, priv->base + VIRTIO_MMIO_DEVICE_FEATURES_SEL);
160 	*features = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_DEVICE_FEATURES);
161 	*features <<= 32;
162 
163 	writel(0, priv->base + VIRTIO_MMIO_DEVICE_FEATURES_SEL);
164 	*features |= readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_DEVICE_FEATURES);
165 
166 	return 0;
167 }
168 
virtio_mmio_set_features(struct udevice * udev)169 static int virtio_mmio_set_features(struct udevice *udev)
170 {
171 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
172 	struct virtio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(udev);
173 
174 	/* Make sure there is are no mixed devices */
175 	if (priv->version == 2 && uc_priv->legacy) {
176 		debug("New virtio-mmio devices (version 2) must provide VIRTIO_F_VERSION_1 feature!\n");
177 		return -EINVAL;
178 	}
179 
180 	writel(1, priv->base + VIRTIO_MMIO_DRIVER_FEATURES_SEL);
181 	writel((u32)(uc_priv->features >> 32),
182 	       priv->base + VIRTIO_MMIO_DRIVER_FEATURES);
183 
184 	writel(0, priv->base + VIRTIO_MMIO_DRIVER_FEATURES_SEL);
185 	writel((u32)uc_priv->features,
186 	       priv->base + VIRTIO_MMIO_DRIVER_FEATURES);
187 
188 	return 0;
189 }
190 
virtio_mmio_setup_vq(struct udevice * udev,unsigned int index)191 static struct virtqueue *virtio_mmio_setup_vq(struct udevice *udev,
192 					      unsigned int index)
193 {
194 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
195 	struct virtqueue *vq;
196 	unsigned int num;
197 	int err;
198 
199 	/* Select the queue we're interested in */
200 	writel(index, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_SEL);
201 
202 	/* Queue shouldn't already be set up */
203 	if (readl(priv->base + (priv->version == 1 ?
204 	    VIRTIO_MMIO_QUEUE_PFN : VIRTIO_MMIO_QUEUE_READY))) {
205 		err = -ENOENT;
206 		goto error_available;
207 	}
208 
209 	num = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_NUM_MAX);
210 	if (num == 0) {
211 		err = -ENOENT;
212 		goto error_new_virtqueue;
213 	}
214 
215 	/* Create the vring */
216 	vq = vring_create_virtqueue(index, num, VIRTIO_MMIO_VRING_ALIGN, udev);
217 	if (!vq) {
218 		err = -ENOMEM;
219 		goto error_new_virtqueue;
220 	}
221 
222 	/* Activate the queue */
223 	writel(virtqueue_get_vring_size(vq),
224 	       priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_NUM);
225 	if (priv->version == 1) {
226 		u64 q_pfn = virtqueue_get_desc_addr(vq) >> PAGE_SHIFT;
227 
228 		/*
229 		 * virtio-mmio v1 uses a 32bit QUEUE PFN. If we have something
230 		 * that doesn't fit in 32bit, fail the setup rather than
231 		 * pretending to be successful.
232 		 */
233 		if (q_pfn >> 32) {
234 			debug("platform bug: legacy virtio-mmio must not be used with RAM above 0x%llxGB\n",
235 			      0x1ULL << (32 + PAGE_SHIFT - 30));
236 			err = -E2BIG;
237 			goto error_bad_pfn;
238 		}
239 
240 		writel(PAGE_SIZE, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_ALIGN);
241 		writel(q_pfn, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_PFN);
242 	} else {
243 		u64 addr;
244 
245 		addr = virtqueue_get_desc_addr(vq);
246 		writel((u32)addr, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_DESC_LOW);
247 		writel((u32)(addr >> 32),
248 		       priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_DESC_HIGH);
249 
250 		addr = virtqueue_get_avail_addr(vq);
251 		writel((u32)addr, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_AVAIL_LOW);
252 		writel((u32)(addr >> 32),
253 		       priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_AVAIL_HIGH);
254 
255 		addr = virtqueue_get_used_addr(vq);
256 		writel((u32)addr, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_USED_LOW);
257 		writel((u32)(addr >> 32),
258 		       priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_USED_HIGH);
259 
260 		writel(1, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_READY);
261 	}
262 
263 	return vq;
264 
265 error_bad_pfn:
266 	vring_del_virtqueue(vq);
267 
268 error_new_virtqueue:
269 	if (priv->version == 1) {
270 		writel(0, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_PFN);
271 	} else {
272 		writel(0, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_READY);
273 		WARN_ON(readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_READY));
274 	}
275 
276 error_available:
277 	return ERR_PTR(err);
278 }
279 
virtio_mmio_del_vq(struct virtqueue * vq)280 static void virtio_mmio_del_vq(struct virtqueue *vq)
281 {
282 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(vq->vdev);
283 	unsigned int index = vq->index;
284 
285 	/* Select and deactivate the queue */
286 	writel(index, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_SEL);
287 	if (priv->version == 1) {
288 		writel(0, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_PFN);
289 	} else {
290 		writel(0, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_READY);
291 		WARN_ON(readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_READY));
292 	}
293 
294 	vring_del_virtqueue(vq);
295 }
296 
virtio_mmio_del_vqs(struct udevice * udev)297 static int virtio_mmio_del_vqs(struct udevice *udev)
298 {
299 	struct virtio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(udev);
300 	struct virtqueue *vq, *n;
301 
302 	list_for_each_entry_safe(vq, n, &uc_priv->vqs, list)
303 		virtio_mmio_del_vq(vq);
304 
305 	return 0;
306 }
307 
virtio_mmio_find_vqs(struct udevice * udev,unsigned int nvqs,struct virtqueue * vqs[])308 static int virtio_mmio_find_vqs(struct udevice *udev, unsigned int nvqs,
309 				struct virtqueue *vqs[])
310 {
311 	int i;
312 
313 	for (i = 0; i < nvqs; ++i) {
314 		vqs[i] = virtio_mmio_setup_vq(udev, i);
315 		if (IS_ERR(vqs[i])) {
316 			virtio_mmio_del_vqs(udev);
317 			return PTR_ERR(vqs[i]);
318 		}
319 	}
320 
321 	return 0;
322 }
323 
virtio_mmio_notify(struct udevice * udev,struct virtqueue * vq)324 static int virtio_mmio_notify(struct udevice *udev, struct virtqueue *vq)
325 {
326 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
327 
328 	/*
329 	 * We write the queue's selector into the notification register
330 	 * to signal the other end
331 	 */
332 	writel(vq->index, priv->base + VIRTIO_MMIO_QUEUE_NOTIFY);
333 
334 	return 0;
335 }
336 
virtio_mmio_of_to_plat(struct udevice * udev)337 static int virtio_mmio_of_to_plat(struct udevice *udev)
338 {
339 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
340 
341 	priv->base = (void __iomem *)(ulong)dev_read_addr(udev);
342 	if (priv->base == (void __iomem *)FDT_ADDR_T_NONE)
343 		return -EINVAL;
344 
345 	return 0;
346 }
347 
virtio_mmio_probe(struct udevice * udev)348 static int virtio_mmio_probe(struct udevice *udev)
349 {
350 	struct virtio_mmio_priv *priv = dev_get_priv(udev);
351 	struct virtio_dev_priv *uc_priv = dev_get_uclass_priv(udev);
352 	u32 magic;
353 
354 	/* Check magic value */
355 	magic = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_MAGIC_VALUE);
356 	if (magic != ('v' | 'i' << 8 | 'r' << 16 | 't' << 24)) {
357 		debug("(%s): wrong magic value 0x%08x!\n", udev->name, magic);
358 		return 0;
359 	}
360 
361 	/* Check device version */
362 	priv->version = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_VERSION);
363 	if (priv->version < 1 || priv->version > 2) {
364 		debug("(%s): version %d not supported!\n",
365 		      udev->name, priv->version);
366 		return 0;
367 	}
368 
369 	/* Check device ID */
370 	uc_priv->device = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_DEVICE_ID);
371 	if (uc_priv->device == 0) {
372 		/*
373 		 * virtio-mmio device with an ID 0 is a (dummy) placeholder
374 		 * with no function. End probing now with no error reported.
375 		 */
376 		return 0;
377 	}
378 	uc_priv->vendor = readl(priv->base + VIRTIO_MMIO_VENDOR_ID);
379 
380 	if (priv->version == 1)
381 		writel(PAGE_SIZE, priv->base + VIRTIO_MMIO_GUEST_PAGE_SIZE);
382 
383 	debug("(%s): device (%d) vendor (%08x) version (%d)\n", udev->name,
384 	      uc_priv->device, uc_priv->vendor, priv->version);
385 
386 	return 0;
387 }
388 
389 static const struct dm_virtio_ops virtio_mmio_ops = {
390 	.get_config	= virtio_mmio_get_config,
391 	.set_config	= virtio_mmio_set_config,
392 	.generation	= virtio_mmio_generation,
393 	.get_status	= virtio_mmio_get_status,
394 	.set_status	= virtio_mmio_set_status,
395 	.reset		= virtio_mmio_reset,
396 	.get_features	= virtio_mmio_get_features,
397 	.set_features	= virtio_mmio_set_features,
398 	.find_vqs	= virtio_mmio_find_vqs,
399 	.del_vqs	= virtio_mmio_del_vqs,
400 	.notify		= virtio_mmio_notify,
401 };
402 
403 static const struct udevice_id virtio_mmio_ids[] = {
404 	{ .compatible = "virtio,mmio" },
405 	{ }
406 };
407 
408 U_BOOT_DRIVER(virtio_mmio) = {
409 	.name	= "virtio-mmio",
410 	.id	= UCLASS_VIRTIO,
411 	.of_match = virtio_mmio_ids,
412 	.ops	= &virtio_mmio_ops,
413 	.probe	= virtio_mmio_probe,
414 	.of_to_plat = virtio_mmio_of_to_plat,
415 	.priv_auto	= sizeof(struct virtio_mmio_priv),
416 };
417