rpmsg: rpmsg_send() operations takes rpmsg_endpoint
[cascardo/linux.git] / drivers / rpmsg / virtio_rpmsg_bus.c
1 /*
2  * Virtio-based remote processor messaging bus
3  *
4  * Copyright (C) 2011 Texas Instruments, Inc.
5  * Copyright (C) 2011 Google, Inc.
6  *
7  * Ohad Ben-Cohen <ohad@wizery.com>
8  * Brian Swetland <swetland@google.com>
9  *
10  * This software is licensed under the terms of the GNU General Public
11  * License version 2, as published by the Free Software Foundation, and
12  * may be copied, distributed, and modified under those terms.
13  *
14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
17  * GNU General Public License for more details.
18  */
19
20 #define pr_fmt(fmt) "%s: " fmt, __func__
21
22 #include <linux/kernel.h>
23 #include <linux/module.h>
24 #include <linux/virtio.h>
25 #include <linux/virtio_ids.h>
26 #include <linux/virtio_config.h>
27 #include <linux/scatterlist.h>
28 #include <linux/dma-mapping.h>
29 #include <linux/slab.h>
30 #include <linux/idr.h>
31 #include <linux/jiffies.h>
32 #include <linux/sched.h>
33 #include <linux/wait.h>
34 #include <linux/rpmsg.h>
35 #include <linux/mutex.h>
36 #include <linux/of_device.h>
37
38 /**
39  * struct virtproc_info - virtual remote processor state
40  * @vdev:       the virtio device
41  * @rvq:        rx virtqueue
42  * @svq:        tx virtqueue
43  * @rbufs:      kernel address of rx buffers
44  * @sbufs:      kernel address of tx buffers
45  * @num_bufs:   total number of buffers for rx and tx
46  * @last_sbuf:  index of last tx buffer used
47  * @bufs_dma:   dma base addr of the buffers
48  * @tx_lock:    protects svq, sbufs and sleepers, to allow concurrent senders.
49  *              sending a message might require waking up a dozing remote
50  *              processor, which involves sleeping, hence the mutex.
51  * @endpoints:  idr of local endpoints, allows fast retrieval
52  * @endpoints_lock: lock of the endpoints set
53  * @sendq:      wait queue of sending contexts waiting for a tx buffers
54  * @sleepers:   number of senders that are waiting for a tx buffer
55  * @ns_ept:     the bus's name service endpoint
56  *
57  * This structure stores the rpmsg state of a given virtio remote processor
58  * device (there might be several virtio proc devices for each physical
59  * remote processor).
60  */
61 struct virtproc_info {
62         struct virtio_device *vdev;
63         struct virtqueue *rvq, *svq;
64         void *rbufs, *sbufs;
65         unsigned int num_bufs;
66         int last_sbuf;
67         dma_addr_t bufs_dma;
68         struct mutex tx_lock;
69         struct idr endpoints;
70         struct mutex endpoints_lock;
71         wait_queue_head_t sendq;
72         atomic_t sleepers;
73         struct rpmsg_endpoint *ns_ept;
74 };
75
76 /**
77  * struct rpmsg_channel_info - internal channel info representation
78  * @name: name of service
79  * @src: local address
80  * @dst: destination address
81  */
82 struct rpmsg_channel_info {
83         char name[RPMSG_NAME_SIZE];
84         u32 src;
85         u32 dst;
86 };
87
88 #define to_rpmsg_channel(d) container_of(d, struct rpmsg_channel, dev)
89 #define to_rpmsg_driver(d) container_of(d, struct rpmsg_driver, drv)
90
91 /*
92  * We're allocating buffers of 512 bytes each for communications. The
93  * number of buffers will be computed from the number of buffers supported
94  * by the vring, upto a maximum of 512 buffers (256 in each direction).
95  *
96  * Each buffer will have 16 bytes for the msg header and 496 bytes for
97  * the payload.
98  *
99  * This will utilize a maximum total space of 256KB for the buffers.
100  *
101  * We might also want to add support for user-provided buffers in time.
102  * This will allow bigger buffer size flexibility, and can also be used
103  * to achieve zero-copy messaging.
104  *
105  * Note that these numbers are purely a decision of this driver - we
106  * can change this without changing anything in the firmware of the remote
107  * processor.
108  */
109 #define MAX_RPMSG_NUM_BUFS      (512)
110 #define RPMSG_BUF_SIZE          (512)
111
112 /*
113  * Local addresses are dynamically allocated on-demand.
114  * We do not dynamically assign addresses from the low 1024 range,
115  * in order to reserve that address range for predefined services.
116  */
117 #define RPMSG_RESERVED_ADDRESSES        (1024)
118
119 /* Address 53 is reserved for advertising remote services */
120 #define RPMSG_NS_ADDR                   (53)
121
122 /* sysfs show configuration fields */
123 #define rpmsg_show_attr(field, path, format_string)                     \
124 static ssize_t                                                          \
125 field##_show(struct device *dev,                                        \
126                         struct device_attribute *attr, char *buf)       \
127 {                                                                       \
128         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);            \
129                                                                         \
130         return sprintf(buf, format_string, rpdev->path);                \
131 }
132
133 /* for more info, see Documentation/ABI/testing/sysfs-bus-rpmsg */
134 rpmsg_show_attr(name, id.name, "%s\n");
135 rpmsg_show_attr(src, src, "0x%x\n");
136 rpmsg_show_attr(dst, dst, "0x%x\n");
137 rpmsg_show_attr(announce, announce ? "true" : "false", "%s\n");
138
139 static ssize_t modalias_show(struct device *dev,
140                              struct device_attribute *attr, char *buf)
141 {
142         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);
143
144         return sprintf(buf, RPMSG_DEVICE_MODALIAS_FMT "\n", rpdev->id.name);
145 }
146
147 static struct device_attribute rpmsg_dev_attrs[] = {
148         __ATTR_RO(name),
149         __ATTR_RO(modalias),
150         __ATTR_RO(dst),
151         __ATTR_RO(src),
152         __ATTR_RO(announce),
153         __ATTR_NULL
154 };
155
156 /* rpmsg devices and drivers are matched using the service name */
157 static inline int rpmsg_id_match(const struct rpmsg_channel *rpdev,
158                                  const struct rpmsg_device_id *id)
159 {
160         return strncmp(id->name, rpdev->id.name, RPMSG_NAME_SIZE) == 0;
161 }
162
163 /* match rpmsg channel and rpmsg driver */
164 static int rpmsg_dev_match(struct device *dev, struct device_driver *drv)
165 {
166         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);
167         struct rpmsg_driver *rpdrv = to_rpmsg_driver(drv);
168         const struct rpmsg_device_id *ids = rpdrv->id_table;
169         unsigned int i;
170
171         if (ids)
172                 for (i = 0; ids[i].name[0]; i++)
173                         if (rpmsg_id_match(rpdev, &ids[i]))
174                                 return 1;
175
176         return of_driver_match_device(dev, drv);
177 }
178
179 static int rpmsg_uevent(struct device *dev, struct kobj_uevent_env *env)
180 {
181         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);
182
183         return add_uevent_var(env, "MODALIAS=" RPMSG_DEVICE_MODALIAS_FMT,
184                                         rpdev->id.name);
185 }
186
187 /**
188  * __ept_release() - deallocate an rpmsg endpoint
189  * @kref: the ept's reference count
190  *
191  * This function deallocates an ept, and is invoked when its @kref refcount
192  * drops to zero.
193  *
194  * Never invoke this function directly!
195  */
196 static void __ept_release(struct kref *kref)
197 {
198         struct rpmsg_endpoint *ept = container_of(kref, struct rpmsg_endpoint,
199                                                   refcount);
200         /*
201          * At this point no one holds a reference to ept anymore,
202          * so we can directly free it
203          */
204         kfree(ept);
205 }
206
207 /* for more info, see below documentation of rpmsg_create_ept() */
208 static struct rpmsg_endpoint *__rpmsg_create_ept(struct virtproc_info *vrp,
209                                                  struct rpmsg_channel *rpdev,
210                                                  rpmsg_rx_cb_t cb,
211                                                  void *priv, u32 addr)
212 {
213         int id_min, id_max, id;
214         struct rpmsg_endpoint *ept;
215         struct device *dev = rpdev ? &rpdev->dev : &vrp->vdev->dev;
216
217         ept = kzalloc(sizeof(*ept), GFP_KERNEL);
218         if (!ept)
219                 return NULL;
220
221         kref_init(&ept->refcount);
222         mutex_init(&ept->cb_lock);
223
224         ept->rpdev = rpdev;
225         ept->cb = cb;
226         ept->priv = priv;
227
228         /* do we need to allocate a local address ? */
229         if (addr == RPMSG_ADDR_ANY) {
230                 id_min = RPMSG_RESERVED_ADDRESSES;
231                 id_max = 0;
232         } else {
233                 id_min = addr;
234                 id_max = addr + 1;
235         }
236
237         mutex_lock(&vrp->endpoints_lock);
238
239         /* bind the endpoint to an rpmsg address (and allocate one if needed) */
240         id = idr_alloc(&vrp->endpoints, ept, id_min, id_max, GFP_KERNEL);
241         if (id < 0) {
242                 dev_err(dev, "idr_alloc failed: %d\n", id);
243                 goto free_ept;
244         }
245         ept->addr = id;
246
247         mutex_unlock(&vrp->endpoints_lock);
248
249         return ept;
250
251 free_ept:
252         mutex_unlock(&vrp->endpoints_lock);
253         kref_put(&ept->refcount, __ept_release);
254         return NULL;
255 }
256
257 /**
258  * rpmsg_create_ept() - create a new rpmsg_endpoint
259  * @rpdev: rpmsg channel device
260  * @cb: rx callback handler
261  * @priv: private data for the driver's use
262  * @addr: local rpmsg address to bind with @cb
263  *
264  * Every rpmsg address in the system is bound to an rx callback (so when
265  * inbound messages arrive, they are dispatched by the rpmsg bus using the
266  * appropriate callback handler) by means of an rpmsg_endpoint struct.
267  *
268  * This function allows drivers to create such an endpoint, and by that,
269  * bind a callback, and possibly some private data too, to an rpmsg address
270  * (either one that is known in advance, or one that will be dynamically
271  * assigned for them).
272  *
273  * Simple rpmsg drivers need not call rpmsg_create_ept, because an endpoint
274  * is already created for them when they are probed by the rpmsg bus
275  * (using the rx callback provided when they registered to the rpmsg bus).
276  *
277  * So things should just work for simple drivers: they already have an
278  * endpoint, their rx callback is bound to their rpmsg address, and when
279  * relevant inbound messages arrive (i.e. messages which their dst address
280  * equals to the src address of their rpmsg channel), the driver's handler
281  * is invoked to process it.
282  *
283  * That said, more complicated drivers might do need to allocate
284  * additional rpmsg addresses, and bind them to different rx callbacks.
285  * To accomplish that, those drivers need to call this function.
286  *
287  * Drivers should provide their @rpdev channel (so the new endpoint would belong
288  * to the same remote processor their channel belongs to), an rx callback
289  * function, an optional private data (which is provided back when the
290  * rx callback is invoked), and an address they want to bind with the
291  * callback. If @addr is RPMSG_ADDR_ANY, then rpmsg_create_ept will
292  * dynamically assign them an available rpmsg address (drivers should have
293  * a very good reason why not to always use RPMSG_ADDR_ANY here).
294  *
295  * Returns a pointer to the endpoint on success, or NULL on error.
296  */
297 struct rpmsg_endpoint *rpmsg_create_ept(struct rpmsg_channel *rpdev,
298                                         rpmsg_rx_cb_t cb, void *priv, u32 addr)
299 {
300         return __rpmsg_create_ept(rpdev->vrp, rpdev, cb, priv, addr);
301 }
302 EXPORT_SYMBOL(rpmsg_create_ept);
303
304 /**
305  * __rpmsg_destroy_ept() - destroy an existing rpmsg endpoint
306  * @vrp: virtproc which owns this ept
307  * @ept: endpoing to destroy
308  *
309  * An internal function which destroy an ept without assuming it is
310  * bound to an rpmsg channel. This is needed for handling the internal
311  * name service endpoint, which isn't bound to an rpmsg channel.
312  * See also __rpmsg_create_ept().
313  */
314 static void
315 __rpmsg_destroy_ept(struct virtproc_info *vrp, struct rpmsg_endpoint *ept)
316 {
317         /* make sure new inbound messages can't find this ept anymore */
318         mutex_lock(&vrp->endpoints_lock);
319         idr_remove(&vrp->endpoints, ept->addr);
320         mutex_unlock(&vrp->endpoints_lock);
321
322         /* make sure in-flight inbound messages won't invoke cb anymore */
323         mutex_lock(&ept->cb_lock);
324         ept->cb = NULL;
325         mutex_unlock(&ept->cb_lock);
326
327         kref_put(&ept->refcount, __ept_release);
328 }
329
330 /**
331  * rpmsg_destroy_ept() - destroy an existing rpmsg endpoint
332  * @ept: endpoing to destroy
333  *
334  * Should be used by drivers to destroy an rpmsg endpoint previously
335  * created with rpmsg_create_ept().
336  */
337 void rpmsg_destroy_ept(struct rpmsg_endpoint *ept)
338 {
339         __rpmsg_destroy_ept(ept->rpdev->vrp, ept);
340 }
341 EXPORT_SYMBOL(rpmsg_destroy_ept);
342
343 /*
344  * when an rpmsg driver is probed with a channel, we seamlessly create
345  * it an endpoint, binding its rx callback to a unique local rpmsg
346  * address.
347  *
348  * if we need to, we also announce about this channel to the remote
349  * processor (needed in case the driver is exposing an rpmsg service).
350  */
351 static int rpmsg_dev_probe(struct device *dev)
352 {
353         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);
354         struct rpmsg_driver *rpdrv = to_rpmsg_driver(rpdev->dev.driver);
355         struct virtproc_info *vrp = rpdev->vrp;
356         struct rpmsg_endpoint *ept;
357         int err;
358
359         ept = rpmsg_create_ept(rpdev, rpdrv->callback, NULL, rpdev->src);
360         if (!ept) {
361                 dev_err(dev, "failed to create endpoint\n");
362                 err = -ENOMEM;
363                 goto out;
364         }
365
366         rpdev->ept = ept;
367         rpdev->src = ept->addr;
368
369         err = rpdrv->probe(rpdev);
370         if (err) {
371                 dev_err(dev, "%s: failed: %d\n", __func__, err);
372                 rpmsg_destroy_ept(ept);
373                 goto out;
374         }
375
376         /* need to tell remote processor's name service about this channel ? */
377         if (rpdev->announce &&
378             virtio_has_feature(vrp->vdev, VIRTIO_RPMSG_F_NS)) {
379                 struct rpmsg_ns_msg nsm;
380
381                 strncpy(nsm.name, rpdev->id.name, RPMSG_NAME_SIZE);
382                 nsm.addr = rpdev->ept->addr;
383                 nsm.flags = RPMSG_NS_CREATE;
384
385                 err = rpmsg_sendto(rpdev->ept, &nsm, sizeof(nsm), RPMSG_NS_ADDR);
386                 if (err)
387                         dev_err(dev, "failed to announce service %d\n", err);
388         }
389
390 out:
391         return err;
392 }
393
394 static int rpmsg_dev_remove(struct device *dev)
395 {
396         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);
397         struct rpmsg_driver *rpdrv = to_rpmsg_driver(rpdev->dev.driver);
398         struct virtproc_info *vrp = rpdev->vrp;
399         int err = 0;
400
401         /* tell remote processor's name service we're removing this channel */
402         if (rpdev->announce &&
403             virtio_has_feature(vrp->vdev, VIRTIO_RPMSG_F_NS)) {
404                 struct rpmsg_ns_msg nsm;
405
406                 strncpy(nsm.name, rpdev->id.name, RPMSG_NAME_SIZE);
407                 nsm.addr = rpdev->src;
408                 nsm.flags = RPMSG_NS_DESTROY;
409
410                 err = rpmsg_sendto(rpdev->ept, &nsm, sizeof(nsm), RPMSG_NS_ADDR);
411                 if (err)
412                         dev_err(dev, "failed to announce service %d\n", err);
413         }
414
415         rpdrv->remove(rpdev);
416
417         rpmsg_destroy_ept(rpdev->ept);
418
419         return err;
420 }
421
422 static struct bus_type rpmsg_bus = {
423         .name           = "rpmsg",
424         .match          = rpmsg_dev_match,
425         .dev_attrs      = rpmsg_dev_attrs,
426         .uevent         = rpmsg_uevent,
427         .probe          = rpmsg_dev_probe,
428         .remove         = rpmsg_dev_remove,
429 };
430
431 /**
432  * __register_rpmsg_driver() - register an rpmsg driver with the rpmsg bus
433  * @rpdrv: pointer to a struct rpmsg_driver
434  * @owner: owning module/driver
435  *
436  * Returns 0 on success, and an appropriate error value on failure.
437  */
438 int __register_rpmsg_driver(struct rpmsg_driver *rpdrv, struct module *owner)
439 {
440         rpdrv->drv.bus = &rpmsg_bus;
441         rpdrv->drv.owner = owner;
442         return driver_register(&rpdrv->drv);
443 }
444 EXPORT_SYMBOL(__register_rpmsg_driver);
445
446 /**
447  * unregister_rpmsg_driver() - unregister an rpmsg driver from the rpmsg bus
448  * @rpdrv: pointer to a struct rpmsg_driver
449  *
450  * Returns 0 on success, and an appropriate error value on failure.
451  */
452 void unregister_rpmsg_driver(struct rpmsg_driver *rpdrv)
453 {
454         driver_unregister(&rpdrv->drv);
455 }
456 EXPORT_SYMBOL(unregister_rpmsg_driver);
457
458 static void rpmsg_release_device(struct device *dev)
459 {
460         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);
461
462         kfree(rpdev);
463 }
464
465 /*
466  * match an rpmsg channel with a channel info struct.
467  * this is used to make sure we're not creating rpmsg devices for channels
468  * that already exist.
469  */
470 static int rpmsg_channel_match(struct device *dev, void *data)
471 {
472         struct rpmsg_channel_info *chinfo = data;
473         struct rpmsg_channel *rpdev = to_rpmsg_channel(dev);
474
475         if (chinfo->src != RPMSG_ADDR_ANY && chinfo->src != rpdev->src)
476                 return 0;
477
478         if (chinfo->dst != RPMSG_ADDR_ANY && chinfo->dst != rpdev->dst)
479                 return 0;
480
481         if (strncmp(chinfo->name, rpdev->id.name, RPMSG_NAME_SIZE))
482                 return 0;
483
484         /* found a match ! */
485         return 1;
486 }
487
488 /*
489  * create an rpmsg channel using its name and address info.
490  * this function will be used to create both static and dynamic
491  * channels.
492  */
493 static struct rpmsg_channel *rpmsg_create_channel(struct virtproc_info *vrp,
494                                 struct rpmsg_channel_info *chinfo)
495 {
496         struct rpmsg_channel *rpdev;
497         struct device *tmp, *dev = &vrp->vdev->dev;
498         int ret;
499
500         /* make sure a similar channel doesn't already exist */
501         tmp = device_find_child(dev, chinfo, rpmsg_channel_match);
502         if (tmp) {
503                 /* decrement the matched device's refcount back */
504                 put_device(tmp);
505                 dev_err(dev, "channel %s:%x:%x already exist\n",
506                                 chinfo->name, chinfo->src, chinfo->dst);
507                 return NULL;
508         }
509
510         rpdev = kzalloc(sizeof(*rpdev), GFP_KERNEL);
511         if (!rpdev)
512                 return NULL;
513
514         rpdev->vrp = vrp;
515         rpdev->src = chinfo->src;
516         rpdev->dst = chinfo->dst;
517
518         /*
519          * rpmsg server channels has predefined local address (for now),
520          * and their existence needs to be announced remotely
521          */
522         rpdev->announce = rpdev->src != RPMSG_ADDR_ANY;
523
524         strncpy(rpdev->id.name, chinfo->name, RPMSG_NAME_SIZE);
525
526         dev_set_name(&rpdev->dev, "%s:%s",
527                      dev_name(dev->parent), rpdev->id.name);
528
529         rpdev->dev.parent = &vrp->vdev->dev;
530         rpdev->dev.bus = &rpmsg_bus;
531         rpdev->dev.release = rpmsg_release_device;
532
533         ret = device_register(&rpdev->dev);
534         if (ret) {
535                 dev_err(dev, "device_register failed: %d\n", ret);
536                 put_device(&rpdev->dev);
537                 return NULL;
538         }
539
540         return rpdev;
541 }
542
543 /*
544  * find an existing channel using its name + address properties,
545  * and destroy it
546  */
547 static int rpmsg_destroy_channel(struct virtproc_info *vrp,
548                                  struct rpmsg_channel_info *chinfo)
549 {
550         struct virtio_device *vdev = vrp->vdev;
551         struct device *dev;
552
553         dev = device_find_child(&vdev->dev, chinfo, rpmsg_channel_match);
554         if (!dev)
555                 return -EINVAL;
556
557         device_unregister(dev);
558
559         put_device(dev);
560
561         return 0;
562 }
563
564 /* super simple buffer "allocator" that is just enough for now */
565 static void *get_a_tx_buf(struct virtproc_info *vrp)
566 {
567         unsigned int len;
568         void *ret;
569
570         /* support multiple concurrent senders */
571         mutex_lock(&vrp->tx_lock);
572
573         /*
574          * either pick the next unused tx buffer
575          * (half of our buffers are used for sending messages)
576          */
577         if (vrp->last_sbuf < vrp->num_bufs / 2)
578                 ret = vrp->sbufs + RPMSG_BUF_SIZE * vrp->last_sbuf++;
579         /* or recycle a used one */
580         else
581                 ret = virtqueue_get_buf(vrp->svq, &len);
582
583         mutex_unlock(&vrp->tx_lock);
584
585         return ret;
586 }
587
588 /**
589  * rpmsg_upref_sleepers() - enable "tx-complete" interrupts, if needed
590  * @vrp: virtual remote processor state
591  *
592  * This function is called before a sender is blocked, waiting for
593  * a tx buffer to become available.
594  *
595  * If we already have blocking senders, this function merely increases
596  * the "sleepers" reference count, and exits.
597  *
598  * Otherwise, if this is the first sender to block, we also enable
599  * virtio's tx callbacks, so we'd be immediately notified when a tx
600  * buffer is consumed (we rely on virtio's tx callback in order
601  * to wake up sleeping senders as soon as a tx buffer is used by the
602  * remote processor).
603  */
604 static void rpmsg_upref_sleepers(struct virtproc_info *vrp)
605 {
606         /* support multiple concurrent senders */
607         mutex_lock(&vrp->tx_lock);
608
609         /* are we the first sleeping context waiting for tx buffers ? */
610         if (atomic_inc_return(&vrp->sleepers) == 1)
611                 /* enable "tx-complete" interrupts before dozing off */
612                 virtqueue_enable_cb(vrp->svq);
613
614         mutex_unlock(&vrp->tx_lock);
615 }
616
617 /**
618  * rpmsg_downref_sleepers() - disable "tx-complete" interrupts, if needed
619  * @vrp: virtual remote processor state
620  *
621  * This function is called after a sender, that waited for a tx buffer
622  * to become available, is unblocked.
623  *
624  * If we still have blocking senders, this function merely decreases
625  * the "sleepers" reference count, and exits.
626  *
627  * Otherwise, if there are no more blocking senders, we also disable
628  * virtio's tx callbacks, to avoid the overhead incurred with handling
629  * those (now redundant) interrupts.
630  */
631 static void rpmsg_downref_sleepers(struct virtproc_info *vrp)
632 {
633         /* support multiple concurrent senders */
634         mutex_lock(&vrp->tx_lock);
635
636         /* are we the last sleeping context waiting for tx buffers ? */
637         if (atomic_dec_and_test(&vrp->sleepers))
638                 /* disable "tx-complete" interrupts */
639                 virtqueue_disable_cb(vrp->svq);
640
641         mutex_unlock(&vrp->tx_lock);
642 }
643
644 /**
645  * rpmsg_send_offchannel_raw() - send a message across to the remote processor
646  * @rpdev: the rpmsg channel
647  * @src: source address
648  * @dst: destination address
649  * @data: payload of message
650  * @len: length of payload
651  * @wait: indicates whether caller should block in case no TX buffers available
652  *
653  * This function is the base implementation for all of the rpmsg sending API.
654  *
655  * It will send @data of length @len to @dst, and say it's from @src. The
656  * message will be sent to the remote processor which the @rpdev channel
657  * belongs to.
658  *
659  * The message is sent using one of the TX buffers that are available for
660  * communication with this remote processor.
661  *
662  * If @wait is true, the caller will be blocked until either a TX buffer is
663  * available, or 15 seconds elapses (we don't want callers to
664  * sleep indefinitely due to misbehaving remote processors), and in that
665  * case -ERESTARTSYS is returned. The number '15' itself was picked
666  * arbitrarily; there's little point in asking drivers to provide a timeout
667  * value themselves.
668  *
669  * Otherwise, if @wait is false, and there are no TX buffers available,
670  * the function will immediately fail, and -ENOMEM will be returned.
671  *
672  * Normally drivers shouldn't use this function directly; instead, drivers
673  * should use the appropriate rpmsg_{try}send{to, _offchannel} API
674  * (see include/linux/rpmsg.h).
675  *
676  * Returns 0 on success and an appropriate error value on failure.
677  */
678 int rpmsg_send_offchannel_raw(struct rpmsg_channel *rpdev, u32 src, u32 dst,
679                               void *data, int len, bool wait)
680 {
681         struct virtproc_info *vrp = rpdev->vrp;
682         struct device *dev = &rpdev->dev;
683         struct scatterlist sg;
684         struct rpmsg_hdr *msg;
685         int err;
686
687         /* bcasting isn't allowed */
688         if (src == RPMSG_ADDR_ANY || dst == RPMSG_ADDR_ANY) {
689                 dev_err(dev, "invalid addr (src 0x%x, dst 0x%x)\n", src, dst);
690                 return -EINVAL;
691         }
692
693         /*
694          * We currently use fixed-sized buffers, and therefore the payload
695          * length is limited.
696          *
697          * One of the possible improvements here is either to support
698          * user-provided buffers (and then we can also support zero-copy
699          * messaging), or to improve the buffer allocator, to support
700          * variable-length buffer sizes.
701          */
702         if (len > RPMSG_BUF_SIZE - sizeof(struct rpmsg_hdr)) {
703                 dev_err(dev, "message is too big (%d)\n", len);
704                 return -EMSGSIZE;
705         }
706
707         /* grab a buffer */
708         msg = get_a_tx_buf(vrp);
709         if (!msg && !wait)
710                 return -ENOMEM;
711
712         /* no free buffer ? wait for one (but bail after 15 seconds) */
713         while (!msg) {
714                 /* enable "tx-complete" interrupts, if not already enabled */
715                 rpmsg_upref_sleepers(vrp);
716
717                 /*
718                  * sleep until a free buffer is available or 15 secs elapse.
719                  * the timeout period is not configurable because there's
720                  * little point in asking drivers to specify that.
721                  * if later this happens to be required, it'd be easy to add.
722                  */
723                 err = wait_event_interruptible_timeout(vrp->sendq,
724                                         (msg = get_a_tx_buf(vrp)),
725                                         msecs_to_jiffies(15000));
726
727                 /* disable "tx-complete" interrupts if we're the last sleeper */
728                 rpmsg_downref_sleepers(vrp);
729
730                 /* timeout ? */
731                 if (!err) {
732                         dev_err(dev, "timeout waiting for a tx buffer\n");
733                         return -ERESTARTSYS;
734                 }
735         }
736
737         msg->len = len;
738         msg->flags = 0;
739         msg->src = src;
740         msg->dst = dst;
741         msg->reserved = 0;
742         memcpy(msg->data, data, len);
743
744         dev_dbg(dev, "TX From 0x%x, To 0x%x, Len %d, Flags %d, Reserved %d\n",
745                 msg->src, msg->dst, msg->len, msg->flags, msg->reserved);
746 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG)
747         dynamic_hex_dump("rpmsg_virtio TX: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
748                          msg, sizeof(*msg) + msg->len, true);
749 #endif
750
751         sg_init_one(&sg, msg, sizeof(*msg) + len);
752
753         mutex_lock(&vrp->tx_lock);
754
755         /* add message to the remote processor's virtqueue */
756         err = virtqueue_add_outbuf(vrp->svq, &sg, 1, msg, GFP_KERNEL);
757         if (err) {
758                 /*
759                  * need to reclaim the buffer here, otherwise it's lost
760                  * (memory won't leak, but rpmsg won't use it again for TX).
761                  * this will wait for a buffer management overhaul.
762                  */
763                 dev_err(dev, "virtqueue_add_outbuf failed: %d\n", err);
764                 goto out;
765         }
766
767         /* tell the remote processor it has a pending message to read */
768         virtqueue_kick(vrp->svq);
769 out:
770         mutex_unlock(&vrp->tx_lock);
771         return err;
772 }
773 EXPORT_SYMBOL(rpmsg_send_offchannel_raw);
774
775 static int rpmsg_recv_single(struct virtproc_info *vrp, struct device *dev,
776                              struct rpmsg_hdr *msg, unsigned int len)
777 {
778         struct rpmsg_endpoint *ept;
779         struct scatterlist sg;
780         int err;
781
782         dev_dbg(dev, "From: 0x%x, To: 0x%x, Len: %d, Flags: %d, Reserved: %d\n",
783                 msg->src, msg->dst, msg->len, msg->flags, msg->reserved);
784 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG)
785         dynamic_hex_dump("rpmsg_virtio RX: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
786                          msg, sizeof(*msg) + msg->len, true);
787 #endif
788
789         /*
790          * We currently use fixed-sized buffers, so trivially sanitize
791          * the reported payload length.
792          */
793         if (len > RPMSG_BUF_SIZE ||
794             msg->len > (len - sizeof(struct rpmsg_hdr))) {
795                 dev_warn(dev, "inbound msg too big: (%d, %d)\n", len, msg->len);
796                 return -EINVAL;
797         }
798
799         /* use the dst addr to fetch the callback of the appropriate user */
800         mutex_lock(&vrp->endpoints_lock);
801
802         ept = idr_find(&vrp->endpoints, msg->dst);
803
804         /* let's make sure no one deallocates ept while we use it */
805         if (ept)
806                 kref_get(&ept->refcount);
807
808         mutex_unlock(&vrp->endpoints_lock);
809
810         if (ept) {
811                 /* make sure ept->cb doesn't go away while we use it */
812                 mutex_lock(&ept->cb_lock);
813
814                 if (ept->cb)
815                         ept->cb(ept->rpdev, msg->data, msg->len, ept->priv,
816                                 msg->src);
817
818                 mutex_unlock(&ept->cb_lock);
819
820                 /* farewell, ept, we don't need you anymore */
821                 kref_put(&ept->refcount, __ept_release);
822         } else
823                 dev_warn(dev, "msg received with no recipient\n");
824
825         /* publish the real size of the buffer */
826         sg_init_one(&sg, msg, RPMSG_BUF_SIZE);
827
828         /* add the buffer back to the remote processor's virtqueue */
829         err = virtqueue_add_inbuf(vrp->rvq, &sg, 1, msg, GFP_KERNEL);
830         if (err < 0) {
831                 dev_err(dev, "failed to add a virtqueue buffer: %d\n", err);
832                 return err;
833         }
834
835         return 0;
836 }
837
838 /* called when an rx buffer is used, and it's time to digest a message */
839 static void rpmsg_recv_done(struct virtqueue *rvq)
840 {
841         struct virtproc_info *vrp = rvq->vdev->priv;
842         struct device *dev = &rvq->vdev->dev;
843         struct rpmsg_hdr *msg;
844         unsigned int len, msgs_received = 0;
845         int err;
846
847         msg = virtqueue_get_buf(rvq, &len);
848         if (!msg) {
849                 dev_err(dev, "uhm, incoming signal, but no used buffer ?\n");
850                 return;
851         }
852
853         while (msg) {
854                 err = rpmsg_recv_single(vrp, dev, msg, len);
855                 if (err)
856                         break;
857
858                 msgs_received++;
859
860                 msg = virtqueue_get_buf(rvq, &len);
861         }
862
863         dev_dbg(dev, "Received %u messages\n", msgs_received);
864
865         /* tell the remote processor we added another available rx buffer */
866         if (msgs_received)
867                 virtqueue_kick(vrp->rvq);
868 }
869
870 /*
871  * This is invoked whenever the remote processor completed processing
872  * a TX msg we just sent it, and the buffer is put back to the used ring.
873  *
874  * Normally, though, we suppress this "tx complete" interrupt in order to
875  * avoid the incurred overhead.
876  */
877 static void rpmsg_xmit_done(struct virtqueue *svq)
878 {
879         struct virtproc_info *vrp = svq->vdev->priv;
880
881         dev_dbg(&svq->vdev->dev, "%s\n", __func__);
882
883         /* wake up potential senders that are waiting for a tx buffer */
884         wake_up_interruptible(&vrp->sendq);
885 }
886
887 /* invoked when a name service announcement arrives */
888 static void rpmsg_ns_cb(struct rpmsg_channel *rpdev, void *data, int len,
889                         void *priv, u32 src)
890 {
891         struct rpmsg_ns_msg *msg = data;
892         struct rpmsg_channel *newch;
893         struct rpmsg_channel_info chinfo;
894         struct virtproc_info *vrp = priv;
895         struct device *dev = &vrp->vdev->dev;
896         int ret;
897
898 #if defined(CONFIG_DYNAMIC_DEBUG)
899         dynamic_hex_dump("NS announcement: ", DUMP_PREFIX_NONE, 16, 1,
900                          data, len, true);
901 #endif
902
903         if (len != sizeof(*msg)) {
904                 dev_err(dev, "malformed ns msg (%d)\n", len);
905                 return;
906         }
907
908         /*
909          * the name service ept does _not_ belong to a real rpmsg channel,
910          * and is handled by the rpmsg bus itself.
911          * for sanity reasons, make sure a valid rpdev has _not_ sneaked
912          * in somehow.
913          */
914         if (rpdev) {
915                 dev_err(dev, "anomaly: ns ept has an rpdev handle\n");
916                 return;
917         }
918
919         /* don't trust the remote processor for null terminating the name */
920         msg->name[RPMSG_NAME_SIZE - 1] = '\0';
921
922         dev_info(dev, "%sing channel %s addr 0x%x\n",
923                  msg->flags & RPMSG_NS_DESTROY ? "destroy" : "creat",
924                  msg->name, msg->addr);
925
926         strncpy(chinfo.name, msg->name, sizeof(chinfo.name));
927         chinfo.src = RPMSG_ADDR_ANY;
928         chinfo.dst = msg->addr;
929
930         if (msg->flags & RPMSG_NS_DESTROY) {
931                 ret = rpmsg_destroy_channel(vrp, &chinfo);
932                 if (ret)
933                         dev_err(dev, "rpmsg_destroy_channel failed: %d\n", ret);
934         } else {
935                 newch = rpmsg_create_channel(vrp, &chinfo);
936                 if (!newch)
937                         dev_err(dev, "rpmsg_create_channel failed\n");
938         }
939 }
940
941 static int rpmsg_probe(struct virtio_device *vdev)
942 {
943         vq_callback_t *vq_cbs[] = { rpmsg_recv_done, rpmsg_xmit_done };
944         static const char * const names[] = { "input", "output" };
945         struct virtqueue *vqs[2];
946         struct virtproc_info *vrp;
947         void *bufs_va;
948         int err = 0, i;
949         size_t total_buf_space;
950         bool notify;
951
952         vrp = kzalloc(sizeof(*vrp), GFP_KERNEL);
953         if (!vrp)
954                 return -ENOMEM;
955
956         vrp->vdev = vdev;
957
958         idr_init(&vrp->endpoints);
959         mutex_init(&vrp->endpoints_lock);
960         mutex_init(&vrp->tx_lock);
961         init_waitqueue_head(&vrp->sendq);
962
963         /* We expect two virtqueues, rx and tx (and in this order) */
964         err = vdev->config->find_vqs(vdev, 2, vqs, vq_cbs, names);
965         if (err)
966                 goto free_vrp;
967
968         vrp->rvq = vqs[0];
969         vrp->svq = vqs[1];
970
971         /* we expect symmetric tx/rx vrings */
972         WARN_ON(virtqueue_get_vring_size(vrp->rvq) !=
973                 virtqueue_get_vring_size(vrp->svq));
974
975         /* we need less buffers if vrings are small */
976         if (virtqueue_get_vring_size(vrp->rvq) < MAX_RPMSG_NUM_BUFS / 2)
977                 vrp->num_bufs = virtqueue_get_vring_size(vrp->rvq) * 2;
978         else
979                 vrp->num_bufs = MAX_RPMSG_NUM_BUFS;
980
981         total_buf_space = vrp->num_bufs * RPMSG_BUF_SIZE;
982
983         /* allocate coherent memory for the buffers */
984         bufs_va = dma_alloc_coherent(vdev->dev.parent->parent,
985                                      total_buf_space, &vrp->bufs_dma,
986                                      GFP_KERNEL);
987         if (!bufs_va) {
988                 err = -ENOMEM;
989                 goto vqs_del;
990         }
991
992         dev_dbg(&vdev->dev, "buffers: va %p, dma %pad\n",
993                 bufs_va, &vrp->bufs_dma);
994
995         /* half of the buffers is dedicated for RX */
996         vrp->rbufs = bufs_va;
997
998         /* and half is dedicated for TX */
999         vrp->sbufs = bufs_va + total_buf_space / 2;
1000
1001         /* set up the receive buffers */
1002         for (i = 0; i < vrp->num_bufs / 2; i++) {
1003                 struct scatterlist sg;
1004                 void *cpu_addr = vrp->rbufs + i * RPMSG_BUF_SIZE;
1005
1006                 sg_init_one(&sg, cpu_addr, RPMSG_BUF_SIZE);
1007
1008                 err = virtqueue_add_inbuf(vrp->rvq, &sg, 1, cpu_addr,
1009                                           GFP_KERNEL);
1010                 WARN_ON(err); /* sanity check; this can't really happen */
1011         }
1012
1013         /* suppress "tx-complete" interrupts */
1014         virtqueue_disable_cb(vrp->svq);
1015
1016         vdev->priv = vrp;
1017
1018         /* if supported by the remote processor, enable the name service */
1019         if (virtio_has_feature(vdev, VIRTIO_RPMSG_F_NS)) {
1020                 /* a dedicated endpoint handles the name service msgs */
1021                 vrp->ns_ept = __rpmsg_create_ept(vrp, NULL, rpmsg_ns_cb,
1022                                                 vrp, RPMSG_NS_ADDR);
1023                 if (!vrp->ns_ept) {
1024                         dev_err(&vdev->dev, "failed to create the ns ept\n");
1025                         err = -ENOMEM;
1026                         goto free_coherent;
1027                 }
1028         }
1029
1030         /*
1031          * Prepare to kick but don't notify yet - we can't do this before
1032          * device is ready.
1033          */
1034         notify = virtqueue_kick_prepare(vrp->rvq);
1035
1036         /* From this point on, we can notify and get callbacks. */
1037         virtio_device_ready(vdev);
1038
1039         /* tell the remote processor it can start sending messages */
1040         /*
1041          * this might be concurrent with callbacks, but we are only
1042          * doing notify, not a full kick here, so that's ok.
1043          */
1044         if (notify)
1045                 virtqueue_notify(vrp->rvq);
1046
1047         dev_info(&vdev->dev, "rpmsg host is online\n");
1048
1049         return 0;
1050
1051 free_coherent:
1052         dma_free_coherent(vdev->dev.parent->parent, total_buf_space,
1053                           bufs_va, vrp->bufs_dma);
1054 vqs_del:
1055         vdev->config->del_vqs(vrp->vdev);
1056 free_vrp:
1057         kfree(vrp);
1058         return err;
1059 }
1060
1061 static int rpmsg_remove_device(struct device *dev, void *data)
1062 {
1063         device_unregister(dev);
1064
1065         return 0;
1066 }
1067
1068 static void rpmsg_remove(struct virtio_device *vdev)
1069 {
1070         struct virtproc_info *vrp = vdev->priv;
1071         size_t total_buf_space = vrp->num_bufs * RPMSG_BUF_SIZE;
1072         int ret;
1073
1074         vdev->config->reset(vdev);
1075
1076         ret = device_for_each_child(&vdev->dev, NULL, rpmsg_remove_device);
1077         if (ret)
1078                 dev_warn(&vdev->dev, "can't remove rpmsg device: %d\n", ret);
1079
1080         if (vrp->ns_ept)
1081                 __rpmsg_destroy_ept(vrp, vrp->ns_ept);
1082
1083         idr_destroy(&vrp->endpoints);
1084
1085         vdev->config->del_vqs(vrp->vdev);
1086
1087         dma_free_coherent(vdev->dev.parent->parent, total_buf_space,
1088                           vrp->rbufs, vrp->bufs_dma);
1089
1090         kfree(vrp);
1091 }
1092
1093 static struct virtio_device_id id_table[] = {
1094         { VIRTIO_ID_RPMSG, VIRTIO_DEV_ANY_ID },
1095         { 0 },
1096 };
1097
1098 static unsigned int features[] = {
1099         VIRTIO_RPMSG_F_NS,
1100 };
1101
1102 static struct virtio_driver virtio_ipc_driver = {
1103         .feature_table  = features,
1104         .feature_table_size = ARRAY_SIZE(features),
1105         .driver.name    = KBUILD_MODNAME,
1106         .driver.owner   = THIS_MODULE,
1107         .id_table       = id_table,
1108         .probe          = rpmsg_probe,
1109         .remove         = rpmsg_remove,
1110 };
1111
1112 static int __init rpmsg_init(void)
1113 {
1114         int ret;
1115
1116         ret = bus_register(&rpmsg_bus);
1117         if (ret) {
1118                 pr_err("failed to register rpmsg bus: %d\n", ret);
1119                 return ret;
1120         }
1121
1122         ret = register_virtio_driver(&virtio_ipc_driver);
1123         if (ret) {
1124                 pr_err("failed to register virtio driver: %d\n", ret);
1125                 bus_unregister(&rpmsg_bus);
1126         }
1127
1128         return ret;
1129 }
1130 subsys_initcall(rpmsg_init);
1131
1132 static void __exit rpmsg_fini(void)
1133 {
1134         unregister_virtio_driver(&virtio_ipc_driver);
1135         bus_unregister(&rpmsg_bus);
1136 }
1137 module_exit(rpmsg_fini);
1138
1139 MODULE_DEVICE_TABLE(virtio, id_table);
1140 MODULE_DESCRIPTION("Virtio-based remote processor messaging bus");
1141 MODULE_LICENSE("GPL v2");