// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
/*
 * virtio-snd: Virtio sound device
 * Copyright (C) 2021 OpenSynergy GmbH
 */
#include <linux/moduleparam.h>
#include <linux/virtio_config.h>

#include "virtio_card.h"

/**
 * struct virtio_snd_msg - Control message.
 * @sg_request: Scattergather list containing a device request (header).
 * @sg_response: Scattergather list containing a device response (status).
 * @list: Pending message list entry.
 * @notify: Request completed notification.
 * @ref_count: Reference count used to manage a message lifetime.
 */
struct virtio_snd_msg {
 struct scatterlist sg_request;
 struct scatterlist sg_response;
 struct list_head list;
 struct completion notify;
 refcount_t ref_count;
};

/**
 * virtsnd_ctl_msg_ref() - Increment reference counter for the message.
 * @msg: Control message.
 *
 * Context: Any context.
 */
void virtsnd_ctl_msg_ref(struct virtio_snd_msg *msg)
{
 refcount_inc(&msg->ref_count);
}

/**
 * virtsnd_ctl_msg_unref() - Decrement reference counter for the message.
 * @msg: Control message.
 *
 * The message will be freed when the ref_count value is 0.
 *
 * Context: Any context.
 */
void virtsnd_ctl_msg_unref(struct virtio_snd_msg *msg)
{
 if (refcount_dec_and_test(&msg->ref_count))
  kfree(msg);
}

/**
 * virtsnd_ctl_msg_request() - Get a pointer to the request header.
 * @msg: Control message.
 *
 * Context: Any context.
 */
void *virtsnd_ctl_msg_request(struct virtio_snd_msg *msg)
{
 return sg_virt(&msg->sg_request);
}

/**
 * virtsnd_ctl_msg_response() - Get a pointer to the response header.
 * @msg: Control message.
 *
 * Context: Any context.
 */
void *virtsnd_ctl_msg_response(struct virtio_snd_msg *msg)
{
 return sg_virt(&msg->sg_response);
}

/**
 * virtsnd_ctl_msg_alloc() - Allocate and initialize a control message.
 * @request_size: Size of request header.
 * @response_size: Size of response header.
 * @gfp: Kernel flags for memory allocation.
 *
 * The message will be automatically freed when the ref_count value is 0.
 *
 * Context: Any context. May sleep if @gfp flags permit.
 * Return: Allocated message on success, NULL on failure.
 */
struct virtio_snd_msg *virtsnd_ctl_msg_alloc(size_t request_size,
          size_t response_size, gfp_t gfp)
{
 struct virtio_snd_msg *msg;

 if (!request_size || !response_size)
  return NULL;

 msg = kzalloc(sizeof(*msg) + request_size + response_size, gfp);
 if (!msg)
  return NULL;

 sg_init_one(&msg->sg_request, (u8 *)msg + sizeof(*msg), request_size);
 sg_init_one(&msg->sg_response, (u8 *)msg + sizeof(*msg) + request_size,
      response_size);

 INIT_LIST_HEAD(&msg->list);
 init_completion(&msg->notify);
 /* This reference is dropped in virtsnd_ctl_msg_complete(). */
 refcount_set(&msg->ref_count, 1);

 return msg;
}

/**
 * virtsnd_ctl_msg_send() - Send a control message.
 * @snd: VirtIO sound device.
 * @msg: Control message.
 * @out_sgs: Additional sg-list to attach to the request header (may be NULL).
 * @in_sgs: Additional sg-list to attach to the response header (may be NULL).
 * @nowait: Flag indicating whether to wait for completion.
 *
 * Context: Any context. Takes and releases the control queue spinlock.
 *          May sleep if @nowait is false.
 * Return: 0 on success, -errno on failure.
 */
int virtsnd_ctl_msg_send(struct virtio_snd *snd, struct virtio_snd_msg *msg,
    struct scatterlist *out_sgs,
    struct scatterlist *in_sgs, bool nowait)
{
 struct virtio_device *vdev = snd->vdev;
 struct virtio_snd_queue *queue = virtsnd_control_queue(snd);
 unsigned int js = msecs_to_jiffies(virtsnd_msg_timeout_ms);
 struct virtio_snd_hdr *request = virtsnd_ctl_msg_request(msg);
 struct virtio_snd_hdr *response = virtsnd_ctl_msg_response(msg);
 unsigned int nouts = 0;
 unsigned int nins = 0;
 struct scatterlist *psgs[4];
 bool notify = false;
 unsigned long flags;
 int rc;

 virtsnd_ctl_msg_ref(msg);

 /* Set the default status in case the message was canceled. */
 response->code = cpu_to_le32(VIRTIO_SND_S_IO_ERR);

 psgs[nouts++] = &msg->sg_request;
 if (out_sgs)
  psgs[nouts++] = out_sgs;

 psgs[nouts + nins++] = &msg->sg_response;
 if (in_sgs)
  psgs[nouts + nins++] = in_sgs;

 spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
 rc = virtqueue_add_sgs(queue->vqueue, psgs, nouts, nins, msg,
          GFP_ATOMIC);
 if (!rc) {
  notify = virtqueue_kick_prepare(queue->vqueue);

  list_add_tail(&msg->list, &snd->ctl_msgs);
 }
 spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);

 if (rc) {
  dev_err(&vdev->dev, "failed to send control message (0x%08x)\n",
   le32_to_cpu(request->code));

  /*
   * Since in this case virtsnd_ctl_msg_complete() will not be
   * called, it is necessary to decrement the reference count.
 */
  virtsnd_ctl_msg_unref(msg);

  goto on_exit;
 }

 if (notify)
  virtqueue_notify(queue->vqueue);

 if (nowait)
  goto on_exit;

 rc = wait_for_completion_interruptible_timeout(&msg->notify, js);
 if (rc <= 0) {
  if (!rc) {
   dev_err(&vdev->dev,
    "control message (0x%08x) timeout\n",
    le32_to_cpu(request->code));
   rc = -ETIMEDOUT;
  }

  goto on_exit;
 }

 switch (le32_to_cpu(response->code)) {
 case VIRTIO_SND_S_OK:
  rc = 0;
  break;
 case VIRTIO_SND_S_NOT_SUPP:
  rc = -EOPNOTSUPP;
  break;
 case VIRTIO_SND_S_IO_ERR:
  rc = -EIO;
  break;
 default:
  rc = -EINVAL;
  break;
 }

on_exit:
 virtsnd_ctl_msg_unref(msg);

 return rc;
}

/**
 * virtsnd_ctl_msg_complete() - Complete a control message.
 * @msg: Control message.
 *
 * Context: Any context. Expects the control queue spinlock to be held by
 *          caller.
 */
void virtsnd_ctl_msg_complete(struct virtio_snd_msg *msg)
{
 list_del(&msg->list);
 complete(&msg->notify);

 virtsnd_ctl_msg_unref(msg);
}

/**
 * virtsnd_ctl_msg_cancel_all() - Cancel all pending control messages.
 * @snd: VirtIO sound device.
 *
 * Context: Any context.
 */
void virtsnd_ctl_msg_cancel_all(struct virtio_snd *snd)
{
 struct virtio_snd_queue *queue = virtsnd_control_queue(snd);
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
 while (!list_empty(&snd->ctl_msgs)) {
  struct virtio_snd_msg *msg =
   list_first_entry(&snd->ctl_msgs, struct virtio_snd_msg,
      list);

  virtsnd_ctl_msg_complete(msg);
 }
 spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);
}

/**
 * virtsnd_ctl_query_info() - Query the item configuration from the device.
 * @snd: VirtIO sound device.
 * @command: Control request code (VIRTIO_SND_R_XXX_INFO).
 * @start_id: Item start identifier.
 * @count: Item count to query.
 * @size: Item information size in bytes.
 * @info: Buffer for storing item information.
 *
 * Context: Any context that permits to sleep.
 * Return: 0 on success, -errno on failure.
 */
int virtsnd_ctl_query_info(struct virtio_snd *snd, int command, int start_id,
      int count, size_t size, void *info)
{
 struct virtio_snd_msg *msg;
 struct virtio_snd_query_info *query;
 struct scatterlist sg;

 msg = virtsnd_ctl_msg_alloc(sizeof(*query),
        sizeof(struct virtio_snd_hdr), GFP_KERNEL);
 if (!msg)
  return -ENOMEM;

 query = virtsnd_ctl_msg_request(msg);
 query->hdr.code = cpu_to_le32(command);
 query->start_id = cpu_to_le32(start_id);
 query->count = cpu_to_le32(count);
 query->size = cpu_to_le32(size);

 sg_init_one(&sg, info, count * size);

 return virtsnd_ctl_msg_send(snd, msg, NULL, &sg, false);
}

/**
 * virtsnd_ctl_notify_cb() - Process all completed control messages.
 * @vqueue: Underlying control virtqueue.
 *
 * This callback function is called upon a vring interrupt request from the
 * device.
 *
 * Context: Interrupt context. Takes and releases the control queue spinlock.
 */
void virtsnd_ctl_notify_cb(struct virtqueue *vqueue)
{
 struct virtio_snd *snd = vqueue->vdev->priv;
 struct virtio_snd_queue *queue = virtsnd_control_queue(snd);
 struct virtio_snd_msg *msg;
 u32 length;
 unsigned long flags;

 spin_lock_irqsave(&queue->lock, flags);
 do {
  virtqueue_disable_cb(vqueue);
  while ((msg = virtqueue_get_buf(vqueue, &length)))
   virtsnd_ctl_msg_complete(msg);
 } while (!virtqueue_enable_cb(vqueue));
 spin_unlock_irqrestore(&queue->lock, flags);
}