// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * uio_hv_generic - generic UIO driver for VMBus
 *
 * Copyright (c) 2013-2016 Brocade Communications Systems, Inc.
 * Copyright (c) 2016, Microsoft Corporation.
 *
 * Since the driver does not declare any device ids, you must allocate
 * id and bind the device to the driver yourself.  For example:
 *
 * Associate Network GUID with UIO device
 * # echo "f8615163-df3e-46c5-913f-f2d2f965ed0e" \
 *    > /sys/bus/vmbus/drivers/uio_hv_generic/new_id
 * Then rebind
 * # echo -n "ed963694-e847-4b2a-85af-bc9cfc11d6f3" \
 *    > /sys/bus/vmbus/drivers/hv_netvsc/unbind
 * # echo -n "ed963694-e847-4b2a-85af-bc9cfc11d6f3" \
 *    > /sys/bus/vmbus/drivers/uio_hv_generic/bind
 */
#define pr_fmt(fmt) KBUILD_MODNAME ": " fmt

#include <linux/device.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/uio_driver.h>
#include <linux/netdevice.h>
#include <linux/if_ether.h>
#include <linux/skbuff.h>
#include <linux/hyperv.h>
#include <linux/vmalloc.h>
#include <linux/slab.h>

#include "../hv/hyperv_vmbus.h"

#define DRIVER_VERSION "0.02.1"
#define DRIVER_AUTHOR "Stephen Hemminger <sthemmin at microsoft.com>"
#define DRIVER_DESC "Generic UIO driver for VMBus devices"

#define SEND_BUFFER_SIZE (16 * 1024 * 1024)
#define RECV_BUFFER_SIZE (31 * 1024 * 1024)

/*
 * List of resources to be mapped to user space
 * can be extended up to MAX_UIO_MAPS(5) items
 */
enum hv_uio_map {
 TXRX_RING_MAP = 0,
 INT_PAGE_MAP,
 MON_PAGE_MAP,
 RECV_BUF_MAP,
 SEND_BUF_MAP
};

struct hv_uio_private_data {
 struct uio_info info;
 struct hv_device *device;
 atomic_t refcnt;

 void *recv_buf;
 struct vmbus_gpadl recv_gpadl;
 char recv_name[32]; /* "recv_4294967295" */

 void *send_buf;
 struct vmbus_gpadl send_gpadl;
 char send_name[32];
};

static void set_event(struct vmbus_channel *channel, s32 irq_state)
{
 channel->inbound.ring_buffer->interrupt_mask = !irq_state;
 if (!channel->offermsg.monitor_allocated && irq_state) {
  /* MB is needed for host to see the interrupt mask first */
  virt_mb();
  vmbus_set_event(channel);
 }
}

/*
 * This is the irqcontrol callback to be registered to uio_info.
 * It can be used to disable/enable interrupt from user space processes.
 *
 * @param info
 *  pointer to uio_info.
 * @param irq_state
 *  state value. 1 to enable interrupt, 0 to disable interrupt.
 */
static int
hv_uio_irqcontrol(struct uio_info *info, s32 irq_state)
{
 struct hv_uio_private_data *pdata = info->priv;
 struct hv_device *dev = pdata->device;
 struct vmbus_channel *primary, *sc;

 primary = dev->channel;
 set_event(primary, irq_state);

 mutex_lock(&vmbus_connection.channel_mutex);
 list_for_each_entry(sc, &primary->sc_list, sc_list)
  set_event(sc, irq_state);
 mutex_unlock(&vmbus_connection.channel_mutex);

 return 0;
}

/*
 * Callback from vmbus_event when something is in inbound ring.
 */
static void hv_uio_channel_cb(void *context)
{
 struct vmbus_channel *chan = context;
 struct hv_device *hv_dev;
 struct hv_uio_private_data *pdata;

 virt_mb();

 /*
  * The callback may come from a subchannel, in which case look
  * for the hv device in the primary channel
 */
 hv_dev = chan->primary_channel ?
   chan->primary_channel->device_obj : chan->device_obj;
 pdata = hv_get_drvdata(hv_dev);
 uio_event_notify(&pdata->info);
}

/*
 * Callback from vmbus_event when channel is rescinded.
 * It is meant for rescind of primary channels only.
 */
static void hv_uio_rescind(struct vmbus_channel *channel)
{
 struct hv_device *hv_dev = channel->device_obj;
 struct hv_uio_private_data *pdata = hv_get_drvdata(hv_dev);

 /*
  * Turn off the interrupt file handle
  * Next read for event will return -EIO
 */
 pdata->info.irq = 0;

 /* Wake up reader */
 uio_event_notify(&pdata->info);

 /*
  * With rescind callback registered, rescind path will not unregister the device
  * from vmbus when the primary channel is rescinded.
  * Without it, rescind handling is incomplete and next onoffer msg does not come.
  * Unregister the device from vmbus here.
 */
 vmbus_device_unregister(channel->device_obj);
}

/* Function used for mmap of ring buffer sysfs interface.
 * The ring buffer is allocated as contiguous memory by vmbus_open
 */
static int
hv_uio_ring_mmap(struct vmbus_channel *channel, struct vm_area_struct *vma)
{
 void *ring_buffer = page_address(channel->ringbuffer_page);

 if (channel->state != CHANNEL_OPENED_STATE)
  return -ENODEV;

 return vm_iomap_memory(vma, virt_to_phys(ring_buffer),
          channel->ringbuffer_pagecount << PAGE_SHIFT);
}

/* Callback from VMBUS subsystem when new channel created. */
static void
hv_uio_new_channel(struct vmbus_channel *new_sc)
{
 struct hv_device *hv_dev = new_sc->primary_channel->device_obj;
 struct device *device = &hv_dev->device;
 const size_t ring_bytes = SZ_2M;
 int ret;

 /* Create host communication ring */
 ret = vmbus_open(new_sc, ring_bytes, ring_bytes, NULL, 0,
    hv_uio_channel_cb, new_sc);
 if (ret) {
  dev_err(device, "vmbus_open subchannel failed: %d\n", ret);
  return;
 }

 set_channel_read_mode(new_sc, HV_CALL_ISR);
 ret = hv_create_ring_sysfs(new_sc, hv_uio_ring_mmap);
 if (ret) {
  dev_err(device, "sysfs create ring bin file failed; %d\n", ret);
  vmbus_close(new_sc);
 }
}

/* free the reserved buffers for send and receive */
static void
hv_uio_cleanup(struct hv_device *dev, struct hv_uio_private_data *pdata)
{
 if (pdata->send_gpadl.gpadl_handle) {
  vmbus_teardown_gpadl(dev->channel, &pdata->send_gpadl);
  if (!pdata->send_gpadl.decrypted)
   vfree(pdata->send_buf);
 }

 if (pdata->recv_gpadl.gpadl_handle) {
  vmbus_teardown_gpadl(dev->channel, &pdata->recv_gpadl);
  if (!pdata->recv_gpadl.decrypted)
   vfree(pdata->recv_buf);
 }
}

/* VMBus primary channel is opened on first use */
static int
hv_uio_open(struct uio_info *info, struct inode *inode)
{
 struct hv_uio_private_data *pdata
  = container_of(info, struct hv_uio_private_data, info);
 struct hv_device *dev = pdata->device;
 int ret;

 if (atomic_inc_return(&pdata->refcnt) != 1)
  return 0;

 vmbus_set_chn_rescind_callback(dev->channel, hv_uio_rescind);
 vmbus_set_sc_create_callback(dev->channel, hv_uio_new_channel);

 ret = vmbus_connect_ring(dev->channel,
     hv_uio_channel_cb, dev->channel);
 if (ret)
  atomic_dec(&pdata->refcnt);

 return ret;
}

/* VMBus primary channel is closed on last close */
static int
hv_uio_release(struct uio_info *info, struct inode *inode)
{
 struct hv_uio_private_data *pdata
  = container_of(info, struct hv_uio_private_data, info);
 struct hv_device *dev = pdata->device;
 int ret = 0;

 if (atomic_dec_and_test(&pdata->refcnt))
  ret = vmbus_disconnect_ring(dev->channel);

 return ret;
}

static int
hv_uio_probe(struct hv_device *dev,
      const struct hv_vmbus_device_id *dev_id)
{
 struct vmbus_channel *channel = dev->channel;
 struct hv_uio_private_data *pdata;
 void *ring_buffer;
 int ret;
 size_t ring_size = hv_dev_ring_size(channel);

 if (!ring_size)
  ring_size = SZ_2M;

 /* Adjust ring size if necessary to have it page aligned */
 ring_size = VMBUS_RING_SIZE(ring_size);

 pdata = devm_kzalloc(&dev->device, sizeof(*pdata), GFP_KERNEL);
 if (!pdata)
  return -ENOMEM;

 ret = vmbus_alloc_ring(channel, ring_size, ring_size);
 if (ret)
  return ret;

 set_channel_read_mode(channel, HV_CALL_ISR);

 /* Fill general uio info */
 pdata->info.name = "uio_hv_generic";
 pdata->info.version = DRIVER_VERSION;
 pdata->info.irqcontrol = hv_uio_irqcontrol;
 pdata->info.open = hv_uio_open;
 pdata->info.release = hv_uio_release;
 pdata->info.irq = UIO_IRQ_CUSTOM;
 atomic_set(&pdata->refcnt, 0);

 /* mem resources */
 pdata->info.mem[TXRX_RING_MAP].name = "txrx_rings";
 ring_buffer = page_address(channel->ringbuffer_page);
 pdata->info.mem[TXRX_RING_MAP].addr
  = (uintptr_t)virt_to_phys(ring_buffer);
 pdata->info.mem[TXRX_RING_MAP].size
  = channel->ringbuffer_pagecount << PAGE_SHIFT;
 pdata->info.mem[TXRX_RING_MAP].memtype = UIO_MEM_IOVA;

 pdata->info.mem[INT_PAGE_MAP].name = "int_page";
 pdata->info.mem[INT_PAGE_MAP].addr
  = (uintptr_t)vmbus_connection.int_page;
 pdata->info.mem[INT_PAGE_MAP].size = HV_HYP_PAGE_SIZE;
 pdata->info.mem[INT_PAGE_MAP].memtype = UIO_MEM_LOGICAL;

 pdata->info.mem[MON_PAGE_MAP].name = "monitor_page";
 pdata->info.mem[MON_PAGE_MAP].addr
  = (uintptr_t)vmbus_connection.monitor_pages[1];
 pdata->info.mem[MON_PAGE_MAP].size = HV_HYP_PAGE_SIZE;
 pdata->info.mem[MON_PAGE_MAP].memtype = UIO_MEM_LOGICAL;

 if (channel->device_id == HV_NIC) {
  pdata->recv_buf = vzalloc(RECV_BUFFER_SIZE);
  if (!pdata->recv_buf) {
   ret = -ENOMEM;
   goto fail_free_ring;
  }

  ret = vmbus_establish_gpadl(channel, pdata->recv_buf,
         RECV_BUFFER_SIZE, &pdata->recv_gpadl);
  if (ret) {
   if (!pdata->recv_gpadl.decrypted)
    vfree(pdata->recv_buf);
   goto fail_close;
  }

  /* put Global Physical Address Label in name */
  snprintf(pdata->recv_name, sizeof(pdata->recv_name),
    "recv:%u", pdata->recv_gpadl.gpadl_handle);
  pdata->info.mem[RECV_BUF_MAP].name = pdata->recv_name;
  pdata->info.mem[RECV_BUF_MAP].addr = (uintptr_t)pdata->recv_buf;
  pdata->info.mem[RECV_BUF_MAP].size = RECV_BUFFER_SIZE;
  pdata->info.mem[RECV_BUF_MAP].memtype = UIO_MEM_VIRTUAL;

  pdata->send_buf = vzalloc(SEND_BUFFER_SIZE);
  if (!pdata->send_buf) {
   ret = -ENOMEM;
   goto fail_close;
  }

  ret = vmbus_establish_gpadl(channel, pdata->send_buf,
         SEND_BUFFER_SIZE, &pdata->send_gpadl);
  if (ret) {
   if (!pdata->send_gpadl.decrypted)
    vfree(pdata->send_buf);
   goto fail_close;
  }

  snprintf(pdata->send_name, sizeof(pdata->send_name),
    "send:%u", pdata->send_gpadl.gpadl_handle);
  pdata->info.mem[SEND_BUF_MAP].name = pdata->send_name;
  pdata->info.mem[SEND_BUF_MAP].addr = (uintptr_t)pdata->send_buf;
  pdata->info.mem[SEND_BUF_MAP].size = SEND_BUFFER_SIZE;
  pdata->info.mem[SEND_BUF_MAP].memtype = UIO_MEM_VIRTUAL;
 }

 pdata->info.priv = pdata;
 pdata->device = dev;

 ret = uio_register_device(&dev->device, &pdata->info);
 if (ret) {
  dev_err(&dev->device, "hv_uio register failed\n");
  goto fail_close;
 }

 /*
  * This internally calls sysfs_update_group, which returns a non-zero value if it executes
  * before sysfs_create_group. This is expected as the 'ring' will be created later in
  * vmbus_device_register() -> vmbus_add_channel_kobj(). Thus, no need to check the return
  * value and print warning.
  *
  * Creating/exposing sysfs in driver probe is not encouraged as it can lead to race
  * conditions with userspace. For backward compatibility, "ring" sysfs could not be removed
  * or decoupled from uio_hv_generic probe. Userspace programs can make use of inotify
  * APIs to make sure that ring is created.
 */
 hv_create_ring_sysfs(channel, hv_uio_ring_mmap);

 hv_set_drvdata(dev, pdata);

 return 0;

fail_close:
 hv_uio_cleanup(dev, pdata);
fail_free_ring:
 vmbus_free_ring(dev->channel);

 return ret;
}

static void
hv_uio_remove(struct hv_device *dev)
{
 struct hv_uio_private_data *pdata = hv_get_drvdata(dev);

 if (!pdata)
  return;

 hv_remove_ring_sysfs(dev->channel);
 uio_unregister_device(&pdata->info);
 hv_uio_cleanup(dev, pdata);

 vmbus_free_ring(dev->channel);
}

static struct hv_driver hv_uio_drv = {
 .name = "uio_hv_generic",
 .id_table = NULL, /* only dynamic id's */
 .probe = hv_uio_probe,
 .remove = hv_uio_remove,
};

static int __init
hyperv_module_init(void)
{
 return vmbus_driver_register(&hv_uio_drv);
}

static void __exit
hyperv_module_exit(void)
{
 vmbus_driver_unregister(&hv_uio_drv);
}

module_init(hyperv_module_init);
module_exit(hyperv_module_exit);

MODULE_VERSION(DRIVER_VERSION);
MODULE_LICENSE("GPL v2");
MODULE_AUTHOR(DRIVER_AUTHOR);
MODULE_DESCRIPTION(DRIVER_DESC);