126d84a31SYJwu2023 //! PCI transport for VirtIO. 22709e017SLoGin 3e2841179SLoGin use crate::driver::base::device::DeviceId; 426d84a31SYJwu2023 use crate::driver::pci::pci::{ 5370472f7SLoGin BusDeviceFunction, PciDeviceStructure, PciDeviceStructureGeneralDevice, PciError, 678bf93f0SYJwu2023 PciStandardDeviceBar, PCI_CAP_ID_VNDR, 726d84a31SYJwu2023 }; 873c607aaSYJwu2023 9ce5850adSLoGin use crate::driver::pci::pci_irq::{IrqCommonMsg, IrqSpecificMsg, PciInterrupt, PciIrqMsg, IRQ}; 10370472f7SLoGin use crate::driver::pci::root::pci_root_0; 11e2841179SLoGin 12e2841179SLoGin use crate::exception::IrqNumber; 13e2841179SLoGin 1473c607aaSYJwu2023 use crate::libs::volatile::{ 1573c607aaSYJwu2023 volread, volwrite, ReadOnly, Volatile, VolatileReadable, VolatileWritable, WriteOnly, 1673c607aaSYJwu2023 }; 172dd9f0c7SLoGin use crate::mm::VirtAddr; 18e2841179SLoGin 19e2841179SLoGin use alloc::string::ToString; 20e2841179SLoGin use alloc::sync::Arc; 2126d84a31SYJwu2023 use core::{ 2226d84a31SYJwu2023 fmt::{self, Display, Formatter}, 2326d84a31SYJwu2023 mem::{align_of, size_of}, 2426d84a31SYJwu2023 ptr::{self, addr_of_mut, NonNull}, 2526d84a31SYJwu2023 }; 2626d84a31SYJwu2023 use virtio_drivers::{ 2726d84a31SYJwu2023 transport::{DeviceStatus, DeviceType, Transport}, 2873c607aaSYJwu2023 Error, Hal, PhysAddr, 2926d84a31SYJwu2023 }; 3026d84a31SYJwu2023 310102d69fSLoGin use super::irq::DefaultVirtioIrqHandler; 32e32effb1SLoGin use super::VIRTIO_VENDOR_ID; 3326d84a31SYJwu2023 3426d84a31SYJwu2023 /// The offset to add to a VirtIO device ID to get the corresponding PCI device ID. 3526d84a31SYJwu2023 /// PCI Virtio设备的DEVICE_ID 的offset 3626d84a31SYJwu2023 const PCI_DEVICE_ID_OFFSET: u16 = 0x1040; 3726d84a31SYJwu2023 /// PCI Virtio 设备的DEVICE_ID及其对应的设备类型 3826d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_NETWORK: u16 = 0x1000; 3926d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_BLOCK: u16 = 0x1001; 4026d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_MEMORY_BALLOONING: u16 = 0x1002; 4126d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_CONSOLE: u16 = 0x1003; 4226d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_SCSI_HOST: u16 = 0x1004; 4326d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_ENTROPY_SOURCE: u16 = 0x1005; 4426d84a31SYJwu2023 const TRANSITIONAL_9P_TRANSPORT: u16 = 0x1009; 4526d84a31SYJwu2023 4626d84a31SYJwu2023 /// The offset of the bar field within `virtio_pci_cap`. 4726d84a31SYJwu2023 const CAP_BAR_OFFSET: u8 = 4; 4826d84a31SYJwu2023 /// The offset of the offset field with `virtio_pci_cap`. 4926d84a31SYJwu2023 const CAP_BAR_OFFSET_OFFSET: u8 = 8; 5026d84a31SYJwu2023 /// The offset of the `length` field within `virtio_pci_cap`. 5126d84a31SYJwu2023 const CAP_LENGTH_OFFSET: u8 = 12; 5226d84a31SYJwu2023 /// The offset of the`notify_off_multiplier` field within `virtio_pci_notify_cap`. 5326d84a31SYJwu2023 const CAP_NOTIFY_OFF_MULTIPLIER_OFFSET: u8 = 16; 5426d84a31SYJwu2023 5526d84a31SYJwu2023 /// Common configuration. 5626d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG: u8 = 1; 5726d84a31SYJwu2023 /// Notifications. 5826d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG: u8 = 2; 5926d84a31SYJwu2023 /// ISR Status. 6026d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG: u8 = 3; 6126d84a31SYJwu2023 /// Device specific configuration. 6226d84a31SYJwu2023 const VIRTIO_PCI_CAP_DEVICE_CFG: u8 = 4; 6326d84a31SYJwu2023 640dd8ff43SYJwu2023 /// Virtio设备接收中断的设备号 65e2841179SLoGin const VIRTIO_RECV_VECTOR: IrqNumber = IrqNumber::new(56); 660dd8ff43SYJwu2023 /// Virtio设备接收中断的设备号的表项号 670dd8ff43SYJwu2023 const VIRTIO_RECV_VECTOR_INDEX: u16 = 0; 68afc95d5cSYJwu2023 // 接收的queue号 690dd8ff43SYJwu2023 const QUEUE_RECEIVE: u16 = 0; 7026d84a31SYJwu2023 ///@brief device id 转换为设备类型 7126d84a31SYJwu2023 ///@param pci_device_id,device_id 7226d84a31SYJwu2023 ///@return DeviceType 对应的设备类型 7326d84a31SYJwu2023 fn device_type(pci_device_id: u16) -> DeviceType { 7426d84a31SYJwu2023 match pci_device_id { 7526d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_NETWORK => DeviceType::Network, 7626d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_BLOCK => DeviceType::Block, 7726d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_MEMORY_BALLOONING => DeviceType::MemoryBalloon, 7826d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_CONSOLE => DeviceType::Console, 7926d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_SCSI_HOST => DeviceType::ScsiHost, 8026d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_ENTROPY_SOURCE => DeviceType::EntropySource, 8126d84a31SYJwu2023 TRANSITIONAL_9P_TRANSPORT => DeviceType::_9P, 8226d84a31SYJwu2023 id if id >= PCI_DEVICE_ID_OFFSET => DeviceType::from(id - PCI_DEVICE_ID_OFFSET), 8326d84a31SYJwu2023 _ => DeviceType::Invalid, 8426d84a31SYJwu2023 } 8526d84a31SYJwu2023 } 8626d84a31SYJwu2023 8726d84a31SYJwu2023 /// PCI transport for VirtIO. 8826d84a31SYJwu2023 /// 8926d84a31SYJwu2023 /// Ref: 4.1 Virtio Over PCI Bus 90e2841179SLoGin #[allow(dead_code)] 9113776c11Slogin #[derive(Debug, Clone)] 9226d84a31SYJwu2023 pub struct PciTransport { 9326d84a31SYJwu2023 device_type: DeviceType, 9426d84a31SYJwu2023 /// The bus, device and function identifier for the VirtIO device. 951496ba7bSLoGin _bus_device_function: BusDeviceFunction, 9626d84a31SYJwu2023 /// The common configuration structure within some BAR. 9726d84a31SYJwu2023 common_cfg: NonNull<CommonCfg>, 9826d84a31SYJwu2023 /// The start of the queue notification region within some BAR. 9926d84a31SYJwu2023 notify_region: NonNull<[WriteOnly<u16>]>, 10026d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier: u32, 10126d84a31SYJwu2023 /// The ISR status register within some BAR. 10226d84a31SYJwu2023 isr_status: NonNull<Volatile<u8>>, 10326d84a31SYJwu2023 /// The VirtIO device-specific configuration within some BAR. 10426d84a31SYJwu2023 config_space: Option<NonNull<[u32]>>, 105e2841179SLoGin irq: IrqNumber, 106e2841179SLoGin dev_id: Arc<DeviceId>, 1070dd8ff43SYJwu2023 } 1080dd8ff43SYJwu2023 10926d84a31SYJwu2023 impl PciTransport { 11026d84a31SYJwu2023 /// Construct a new PCI VirtIO device driver for the given device function on the given PCI 11126d84a31SYJwu2023 /// root controller. 11226d84a31SYJwu2023 /// 113e2841179SLoGin /// ## 参数 11478bf93f0SYJwu2023 /// 115e2841179SLoGin /// - `device` - The PCI device structure for the VirtIO device. 116e2841179SLoGin /// - `irq_handler` - An optional handler for the device's interrupt. If `None`, a default 117e2841179SLoGin /// handler `DefaultVirtioIrqHandler` will be used. 118*886ce285S曾俊 /// - `irq_number_offset` - Currently, this parameter is just simple make a offset to the irq number, cause it's not be allowed to have the same irq number within different device 119b5b571e0SLoGin #[allow(clippy::extra_unused_type_parameters)] 12078bf93f0SYJwu2023 pub fn new<H: Hal>( 12178bf93f0SYJwu2023 device: &mut PciDeviceStructureGeneralDevice, 122e2841179SLoGin dev_id: Arc<DeviceId>, 12378bf93f0SYJwu2023 ) -> Result<Self, VirtioPciError> { 124e2841179SLoGin let irq = VIRTIO_RECV_VECTOR; 12578bf93f0SYJwu2023 let header = &device.common_header; 12678bf93f0SYJwu2023 let bus_device_function = header.bus_device_function; 12778bf93f0SYJwu2023 if header.vendor_id != VIRTIO_VENDOR_ID { 12878bf93f0SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::InvalidVendorId(header.vendor_id)); 12926d84a31SYJwu2023 } 13078bf93f0SYJwu2023 let device_type = device_type(header.device_id); 13126d84a31SYJwu2023 // Find the PCI capabilities we need. 13213776c11Slogin let mut common_cfg: Option<VirtioCapabilityInfo> = None; 13313776c11Slogin let mut notify_cfg: Option<VirtioCapabilityInfo> = None; 13426d84a31SYJwu2023 let mut notify_off_multiplier = 0; 13526d84a31SYJwu2023 let mut isr_cfg = None; 13626d84a31SYJwu2023 let mut device_cfg = None; 137cc36cf4aSYJwu2023 device.bar_ioremap().unwrap()?; 13878bf93f0SYJwu2023 device.enable_master(); 1390dd8ff43SYJwu2023 let standard_device = device.as_standard_device_mut().unwrap(); 1400dd8ff43SYJwu2023 // 目前缺少对PCI设备中断号的统一管理,所以这里需要指定一个中断号。不能与其他中断重复 1410dd8ff43SYJwu2023 let irq_vector = standard_device.irq_vector_mut().unwrap(); 142e2841179SLoGin irq_vector.push(irq); 1430dd8ff43SYJwu2023 standard_device 144*886ce285S曾俊 .irq_init(IRQ::PCI_IRQ_MSIX | IRQ::PCI_IRQ_MSI) 145*886ce285S曾俊 .ok_or(VirtioPciError::UnableToInitIrq)?; 1460dd8ff43SYJwu2023 // 中断相关信息 147ce5850adSLoGin let msg = PciIrqMsg { 148afc95d5cSYJwu2023 irq_common_message: IrqCommonMsg::init_from( 149afc95d5cSYJwu2023 0, 150e2841179SLoGin "Virtio_IRQ".to_string(), 151e2841179SLoGin &DefaultVirtioIrqHandler, 152e2841179SLoGin dev_id.clone(), 153afc95d5cSYJwu2023 ), 1540dd8ff43SYJwu2023 irq_specific_message: IrqSpecificMsg::msi_default(), 1550dd8ff43SYJwu2023 }; 1560dd8ff43SYJwu2023 standard_device.irq_install(msg)?; 1570dd8ff43SYJwu2023 standard_device.irq_enable(true)?; 15826d84a31SYJwu2023 //device_capability为迭代器,遍历其相当于遍历所有的cap空间 15978bf93f0SYJwu2023 for capability in device.capabilities().unwrap() { 16026d84a31SYJwu2023 if capability.id != PCI_CAP_ID_VNDR { 16126d84a31SYJwu2023 continue; 16226d84a31SYJwu2023 } 16326d84a31SYJwu2023 let cap_len = capability.private_header as u8; 16426d84a31SYJwu2023 let cfg_type = (capability.private_header >> 8) as u8; 16526d84a31SYJwu2023 if cap_len < 16 { 16626d84a31SYJwu2023 continue; 16726d84a31SYJwu2023 } 16826d84a31SYJwu2023 let struct_info = VirtioCapabilityInfo { 1692709e017SLoGin bar: pci_root_0().read_config( 1702709e017SLoGin bus_device_function, 1712709e017SLoGin (capability.offset + CAP_BAR_OFFSET).into(), 1722709e017SLoGin ) as u8, 1732709e017SLoGin offset: pci_root_0().read_config( 1742709e017SLoGin bus_device_function, 1752709e017SLoGin (capability.offset + CAP_BAR_OFFSET_OFFSET).into(), 17678bf93f0SYJwu2023 ), 1772709e017SLoGin length: pci_root_0().read_config( 1782709e017SLoGin bus_device_function, 1792709e017SLoGin (capability.offset + CAP_LENGTH_OFFSET).into(), 18078bf93f0SYJwu2023 ), 18126d84a31SYJwu2023 }; 18226d84a31SYJwu2023 18326d84a31SYJwu2023 match cfg_type { 18426d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG if common_cfg.is_none() => { 18526d84a31SYJwu2023 common_cfg = Some(struct_info); 18626d84a31SYJwu2023 } 18726d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG if cap_len >= 20 && notify_cfg.is_none() => { 18826d84a31SYJwu2023 notify_cfg = Some(struct_info); 1892709e017SLoGin notify_off_multiplier = pci_root_0().read_config( 1902709e017SLoGin bus_device_function, 1912709e017SLoGin (capability.offset + CAP_NOTIFY_OFF_MULTIPLIER_OFFSET).into(), 19226d84a31SYJwu2023 ); 19326d84a31SYJwu2023 } 19426d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG if isr_cfg.is_none() => { 19526d84a31SYJwu2023 isr_cfg = Some(struct_info); 19626d84a31SYJwu2023 } 19726d84a31SYJwu2023 VIRTIO_PCI_CAP_DEVICE_CFG if device_cfg.is_none() => { 19826d84a31SYJwu2023 device_cfg = Some(struct_info); 19926d84a31SYJwu2023 } 20026d84a31SYJwu2023 _ => {} 20126d84a31SYJwu2023 } 20226d84a31SYJwu2023 } 20326d84a31SYJwu2023 20426d84a31SYJwu2023 let common_cfg = get_bar_region::<_>( 20578bf93f0SYJwu2023 &device.standard_device_bar, 20626d84a31SYJwu2023 &common_cfg.ok_or(VirtioPciError::MissingCommonConfig)?, 20726d84a31SYJwu2023 )?; 20826d84a31SYJwu2023 20926d84a31SYJwu2023 let notify_cfg = notify_cfg.ok_or(VirtioPciError::MissingNotifyConfig)?; 21026d84a31SYJwu2023 if notify_off_multiplier % 2 != 0 { 21126d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::InvalidNotifyOffMultiplier( 21226d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier, 21326d84a31SYJwu2023 )); 21426d84a31SYJwu2023 } 2152eab6dd7S曾俊 //debug!("notify.offset={},notify.length={}",notify_cfg.offset,notify_cfg.length); 21678bf93f0SYJwu2023 let notify_region = get_bar_region_slice::<_>(&device.standard_device_bar, ¬ify_cfg)?; 21726d84a31SYJwu2023 let isr_status = get_bar_region::<_>( 21878bf93f0SYJwu2023 &device.standard_device_bar, 21926d84a31SYJwu2023 &isr_cfg.ok_or(VirtioPciError::MissingIsrConfig)?, 22026d84a31SYJwu2023 )?; 22126d84a31SYJwu2023 let config_space = if let Some(device_cfg) = device_cfg { 22278bf93f0SYJwu2023 Some(get_bar_region_slice::<_>( 22378bf93f0SYJwu2023 &device.standard_device_bar, 22478bf93f0SYJwu2023 &device_cfg, 22578bf93f0SYJwu2023 )?) 22626d84a31SYJwu2023 } else { 22726d84a31SYJwu2023 None 22826d84a31SYJwu2023 }; 22926d84a31SYJwu2023 Ok(Self { 23026d84a31SYJwu2023 device_type, 2311496ba7bSLoGin _bus_device_function: bus_device_function, 23226d84a31SYJwu2023 common_cfg, 23326d84a31SYJwu2023 notify_region, 23426d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier, 23526d84a31SYJwu2023 isr_status, 23626d84a31SYJwu2023 config_space, 237e2841179SLoGin irq, 238e2841179SLoGin dev_id, 23926d84a31SYJwu2023 }) 24026d84a31SYJwu2023 } 24126d84a31SYJwu2023 } 24226d84a31SYJwu2023 24326d84a31SYJwu2023 impl Transport for PciTransport { 24426d84a31SYJwu2023 fn device_type(&self) -> DeviceType { 24526d84a31SYJwu2023 self.device_type 24626d84a31SYJwu2023 } 24726d84a31SYJwu2023 24826d84a31SYJwu2023 fn read_device_features(&mut self) -> u64 { 24926d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 25026d84a31SYJwu2023 // was aligned. 25126d84a31SYJwu2023 unsafe { 25226d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, device_feature_select, 0); 25326d84a31SYJwu2023 let mut device_features_bits = volread!(self.common_cfg, device_feature) as u64; 25426d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, device_feature_select, 1); 25526d84a31SYJwu2023 device_features_bits |= (volread!(self.common_cfg, device_feature) as u64) << 32; 25626d84a31SYJwu2023 device_features_bits 25726d84a31SYJwu2023 } 25826d84a31SYJwu2023 } 25926d84a31SYJwu2023 26026d84a31SYJwu2023 fn write_driver_features(&mut self, driver_features: u64) { 26126d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 26226d84a31SYJwu2023 // was aligned. 26326d84a31SYJwu2023 unsafe { 26426d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, driver_feature_select, 0); 26526d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, driver_feature, driver_features as u32); 26626d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, driver_feature_select, 1); 26726d84a31SYJwu2023 volwrite!( 26826d84a31SYJwu2023 self.common_cfg, 26926d84a31SYJwu2023 driver_feature, 27026d84a31SYJwu2023 (driver_features >> 32) as u32 27126d84a31SYJwu2023 ); 27226d84a31SYJwu2023 } 27326d84a31SYJwu2023 } 27426d84a31SYJwu2023 275b502fbf0SLoGin fn max_queue_size(&mut self, queue: u16) -> u32 { 276b502fbf0SLoGin unsafe { 277b502fbf0SLoGin volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 278b502fbf0SLoGin volread!(self.common_cfg, queue_size).into() 279b502fbf0SLoGin } 28026d84a31SYJwu2023 } 28126d84a31SYJwu2023 28226d84a31SYJwu2023 fn notify(&mut self, queue: u16) { 28326d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config and notify region pointers are valid and we checked in 28426d84a31SYJwu2023 // get_bar_region that they were aligned. 28526d84a31SYJwu2023 unsafe { 28626d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 28726d84a31SYJwu2023 // TODO: Consider caching this somewhere (per queue). 28826d84a31SYJwu2023 let queue_notify_off = volread!(self.common_cfg, queue_notify_off); 28926d84a31SYJwu2023 29026d84a31SYJwu2023 let offset_bytes = usize::from(queue_notify_off) * self.notify_off_multiplier as usize; 29126d84a31SYJwu2023 let index = offset_bytes / size_of::<u16>(); 29226d84a31SYJwu2023 addr_of_mut!((*self.notify_region.as_ptr())[index]).vwrite(queue); 29326d84a31SYJwu2023 } 29426d84a31SYJwu2023 } 29526d84a31SYJwu2023 29626d84a31SYJwu2023 fn set_status(&mut self, status: DeviceStatus) { 29726d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 29826d84a31SYJwu2023 // was aligned. 29926d84a31SYJwu2023 unsafe { 30026d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, device_status, status.bits() as u8); 30126d84a31SYJwu2023 } 30226d84a31SYJwu2023 } 30326d84a31SYJwu2023 304b502fbf0SLoGin fn get_status(&self) -> DeviceStatus { 305b502fbf0SLoGin // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 306b502fbf0SLoGin // was aligned. 307b502fbf0SLoGin unsafe { DeviceStatus::from_bits_truncate(volread!(self.common_cfg, device_status).into()) } 308b502fbf0SLoGin } 309b502fbf0SLoGin 31026d84a31SYJwu2023 fn set_guest_page_size(&mut self, _guest_page_size: u32) { 31126d84a31SYJwu2023 // No-op, the PCI transport doesn't care. 31226d84a31SYJwu2023 } 31373c607aaSYJwu2023 fn requires_legacy_layout(&self) -> bool { 31473c607aaSYJwu2023 false 31573c607aaSYJwu2023 } 31626d84a31SYJwu2023 fn queue_set( 31726d84a31SYJwu2023 &mut self, 31826d84a31SYJwu2023 queue: u16, 31926d84a31SYJwu2023 size: u32, 32026d84a31SYJwu2023 descriptors: PhysAddr, 32126d84a31SYJwu2023 driver_area: PhysAddr, 32226d84a31SYJwu2023 device_area: PhysAddr, 32326d84a31SYJwu2023 ) { 32426d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 32526d84a31SYJwu2023 // was aligned. 32626d84a31SYJwu2023 unsafe { 32726d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 32826d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_size, size as u16); 32926d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_desc, descriptors as u64); 33026d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_driver, driver_area as u64); 33126d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_device, device_area as u64); 332afc95d5cSYJwu2023 // 这里设置队列中断对应的中断项 3330dd8ff43SYJwu2023 if queue == QUEUE_RECEIVE { 3340dd8ff43SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_msix_vector, VIRTIO_RECV_VECTOR_INDEX); 3350dd8ff43SYJwu2023 let vector = volread!(self.common_cfg, queue_msix_vector); 3360dd8ff43SYJwu2023 if vector != VIRTIO_RECV_VECTOR_INDEX { 3370dd8ff43SYJwu2023 panic!("Vector set failed"); 3380dd8ff43SYJwu2023 } 3390dd8ff43SYJwu2023 } 34026d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_enable, 1); 34126d84a31SYJwu2023 } 34226d84a31SYJwu2023 } 34326d84a31SYJwu2023 34426d84a31SYJwu2023 fn queue_unset(&mut self, queue: u16) { 34526d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 34626d84a31SYJwu2023 // was aligned. 34726d84a31SYJwu2023 unsafe { 34826d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 34926d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_size, 0); 35026d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_desc, 0); 35126d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_driver, 0); 35226d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_device, 0); 35326d84a31SYJwu2023 } 35426d84a31SYJwu2023 } 35526d84a31SYJwu2023 35626d84a31SYJwu2023 fn queue_used(&mut self, queue: u16) -> bool { 35726d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 35826d84a31SYJwu2023 // was aligned. 35926d84a31SYJwu2023 unsafe { 36026d84a31SYJwu2023 volwrite!(self.common_cfg, queue_select, queue); 36126d84a31SYJwu2023 volread!(self.common_cfg, queue_enable) == 1 36226d84a31SYJwu2023 } 36326d84a31SYJwu2023 } 36426d84a31SYJwu2023 36526d84a31SYJwu2023 fn ack_interrupt(&mut self) -> bool { 36626d84a31SYJwu2023 // Safe because the common config pointer is valid and we checked in get_bar_region that it 36726d84a31SYJwu2023 // was aligned. 36826d84a31SYJwu2023 // Reading the ISR status resets it to 0 and causes the device to de-assert the interrupt. 36926d84a31SYJwu2023 let isr_status = unsafe { self.isr_status.as_ptr().vread() }; 37026d84a31SYJwu2023 // TODO: Distinguish between queue interrupt and device configuration interrupt. 37126d84a31SYJwu2023 isr_status & 0x3 != 0 37226d84a31SYJwu2023 } 37326d84a31SYJwu2023 37426d84a31SYJwu2023 fn config_space<T>(&self) -> Result<NonNull<T>, Error> { 37526d84a31SYJwu2023 if let Some(config_space) = self.config_space { 37626d84a31SYJwu2023 if size_of::<T>() > config_space.len() * size_of::<u32>() { 37726d84a31SYJwu2023 Err(Error::ConfigSpaceTooSmall) 37826d84a31SYJwu2023 } else if align_of::<T>() > 4 { 37926d84a31SYJwu2023 // Panic as this should only happen if the driver is written incorrectly. 38026d84a31SYJwu2023 panic!( 38126d84a31SYJwu2023 "Driver expected config space alignment of {} bytes, but VirtIO only guarantees 4 byte alignment.", 38226d84a31SYJwu2023 align_of::<T>() 38326d84a31SYJwu2023 ); 38426d84a31SYJwu2023 } else { 38526d84a31SYJwu2023 // TODO: Use NonNull::as_non_null_ptr once it is stable. 38626d84a31SYJwu2023 let config_space_ptr = NonNull::new(config_space.as_ptr() as *mut u32).unwrap(); 38726d84a31SYJwu2023 Ok(config_space_ptr.cast()) 38826d84a31SYJwu2023 } 38926d84a31SYJwu2023 } else { 39026d84a31SYJwu2023 Err(Error::ConfigSpaceMissing) 39126d84a31SYJwu2023 } 39226d84a31SYJwu2023 } 39326d84a31SYJwu2023 } 39426d84a31SYJwu2023 39573c607aaSYJwu2023 impl Drop for PciTransport { 39673c607aaSYJwu2023 fn drop(&mut self) { 39773c607aaSYJwu2023 // Reset the device when the transport is dropped. 398e2841179SLoGin self.set_status(DeviceStatus::empty()); 399e2841179SLoGin 400e2841179SLoGin // todo: 调用pci的中断释放函数,并且在virtio_irq_manager里面删除对应的设备的中断 40173c607aaSYJwu2023 } 40273c607aaSYJwu2023 } 40373c607aaSYJwu2023 40426d84a31SYJwu2023 #[repr(C)] 40526d84a31SYJwu2023 struct CommonCfg { 40626d84a31SYJwu2023 device_feature_select: Volatile<u32>, 40726d84a31SYJwu2023 device_feature: ReadOnly<u32>, 40826d84a31SYJwu2023 driver_feature_select: Volatile<u32>, 40926d84a31SYJwu2023 driver_feature: Volatile<u32>, 41026d84a31SYJwu2023 msix_config: Volatile<u16>, 41126d84a31SYJwu2023 num_queues: ReadOnly<u16>, 41226d84a31SYJwu2023 device_status: Volatile<u8>, 41326d84a31SYJwu2023 config_generation: ReadOnly<u8>, 41426d84a31SYJwu2023 queue_select: Volatile<u16>, 41526d84a31SYJwu2023 queue_size: Volatile<u16>, 41626d84a31SYJwu2023 queue_msix_vector: Volatile<u16>, 41726d84a31SYJwu2023 queue_enable: Volatile<u16>, 41826d84a31SYJwu2023 queue_notify_off: Volatile<u16>, 41926d84a31SYJwu2023 queue_desc: Volatile<u64>, 42026d84a31SYJwu2023 queue_driver: Volatile<u64>, 42126d84a31SYJwu2023 queue_device: Volatile<u64>, 42226d84a31SYJwu2023 } 42326d84a31SYJwu2023 42426d84a31SYJwu2023 /// Information about a VirtIO structure within some BAR, as provided by a `virtio_pci_cap`. 42526d84a31SYJwu2023 /// cfg空间在哪个bar的多少偏移处,长度多少 42626d84a31SYJwu2023 #[derive(Clone, Debug, Eq, PartialEq)] 42726d84a31SYJwu2023 struct VirtioCapabilityInfo { 42826d84a31SYJwu2023 /// The bar in which the structure can be found. 42926d84a31SYJwu2023 bar: u8, 43026d84a31SYJwu2023 /// The offset within the bar. 43126d84a31SYJwu2023 offset: u32, 43226d84a31SYJwu2023 /// The length in bytes of the structure within the bar. 43326d84a31SYJwu2023 length: u32, 43426d84a31SYJwu2023 } 43526d84a31SYJwu2023 43626d84a31SYJwu2023 /// An error encountered initialising a VirtIO PCI transport. 43726d84a31SYJwu2023 /// VirtIO PCI transport 初始化时的错误 43826d84a31SYJwu2023 #[derive(Clone, Debug, Eq, PartialEq)] 43926d84a31SYJwu2023 pub enum VirtioPciError { 44026d84a31SYJwu2023 /// PCI device vender ID was not the VirtIO vendor ID. 44126d84a31SYJwu2023 InvalidVendorId(u16), 44226d84a31SYJwu2023 /// No valid `VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG` capability was found. 44326d84a31SYJwu2023 MissingCommonConfig, 44426d84a31SYJwu2023 /// No valid `VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability was found. 44526d84a31SYJwu2023 MissingNotifyConfig, 44626d84a31SYJwu2023 /// `VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability has a `notify_off_multiplier` that is not a multiple 44726d84a31SYJwu2023 /// of 2. 44826d84a31SYJwu2023 InvalidNotifyOffMultiplier(u32), 449*886ce285S曾俊 /// Unable to find capability such as MSIX or MSI. 450*886ce285S曾俊 UnableToInitIrq, 45126d84a31SYJwu2023 /// No valid `VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG` capability was found. 45226d84a31SYJwu2023 MissingIsrConfig, 45326d84a31SYJwu2023 /// An IO BAR was provided rather than a memory BAR. 45426d84a31SYJwu2023 UnexpectedBarType, 45526d84a31SYJwu2023 /// A BAR which we need was not allocated an address. 45626d84a31SYJwu2023 BarNotAllocated(u8), 45726d84a31SYJwu2023 /// The offset for some capability was greater than the length of the BAR. 45826d84a31SYJwu2023 BarOffsetOutOfRange, 45926d84a31SYJwu2023 /// The virtual address was not aligned as expected. 46026d84a31SYJwu2023 Misaligned { 46126d84a31SYJwu2023 /// The virtual address in question. 46226d84a31SYJwu2023 vaddr: VirtAddr, 46326d84a31SYJwu2023 /// The expected alignment in bytes. 46426d84a31SYJwu2023 alignment: usize, 46526d84a31SYJwu2023 }, 46626d84a31SYJwu2023 ///获取虚拟地址失败 46726d84a31SYJwu2023 BarGetVaddrFailed, 46826d84a31SYJwu2023 /// A generic PCI error, 46926d84a31SYJwu2023 Pci(PciError), 47026d84a31SYJwu2023 } 47126d84a31SYJwu2023 47226d84a31SYJwu2023 impl Display for VirtioPciError { 47326d84a31SYJwu2023 fn fmt(&self, f: &mut Formatter) -> fmt::Result { 47426d84a31SYJwu2023 match self { 47526d84a31SYJwu2023 Self::InvalidVendorId(vendor_id) => write!( 47626d84a31SYJwu2023 f, 47726d84a31SYJwu2023 "PCI device vender ID {:#06x} was not the VirtIO vendor ID {:#06x}.", 47826d84a31SYJwu2023 vendor_id, VIRTIO_VENDOR_ID 47926d84a31SYJwu2023 ), 480*886ce285S曾俊 Self::UnableToInitIrq => write!(f, "Unable to find capability such as MSIX or MSI."), 48126d84a31SYJwu2023 Self::MissingCommonConfig => write!( 48226d84a31SYJwu2023 f, 48326d84a31SYJwu2023 "No valid `VIRTIO_PCI_CAP_COMMON_CFG` capability was found." 48426d84a31SYJwu2023 ), 48526d84a31SYJwu2023 Self::MissingNotifyConfig => write!( 48626d84a31SYJwu2023 f, 48726d84a31SYJwu2023 "No valid `VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability was found." 48826d84a31SYJwu2023 ), 48926d84a31SYJwu2023 Self::InvalidNotifyOffMultiplier(notify_off_multiplier) => { 49026d84a31SYJwu2023 write!( 49126d84a31SYJwu2023 f, 49226d84a31SYJwu2023 "`VIRTIO_PCI_CAP_NOTIFY_CFG` capability has a `notify_off_multiplier` that is not a multiple of 2: {}", 49326d84a31SYJwu2023 notify_off_multiplier 49426d84a31SYJwu2023 ) 49526d84a31SYJwu2023 } 49626d84a31SYJwu2023 Self::MissingIsrConfig => { 49726d84a31SYJwu2023 write!(f, "No valid `VIRTIO_PCI_CAP_ISR_CFG` capability was found.") 49826d84a31SYJwu2023 } 49926d84a31SYJwu2023 Self::UnexpectedBarType => write!(f, "Unexpected BAR (expected memory BAR)."), 50026d84a31SYJwu2023 Self::BarNotAllocated(bar_index) => write!(f, "Bar {} not allocated.", bar_index), 50126d84a31SYJwu2023 Self::BarOffsetOutOfRange => write!(f, "Capability offset greater than BAR length."), 50226d84a31SYJwu2023 Self::Misaligned { vaddr, alignment } => write!( 50326d84a31SYJwu2023 f, 5042dd9f0c7SLoGin "Virtual address {:?} was not aligned to a {} byte boundary as expected.", 50526d84a31SYJwu2023 vaddr, alignment 50626d84a31SYJwu2023 ), 50726d84a31SYJwu2023 Self::BarGetVaddrFailed => write!(f, "Get bar virtaddress failed"), 50826d84a31SYJwu2023 Self::Pci(pci_error) => pci_error.fmt(f), 50926d84a31SYJwu2023 } 51026d84a31SYJwu2023 } 51126d84a31SYJwu2023 } 51213776c11Slogin 51326d84a31SYJwu2023 /// PCI error到VirtioPciError的转换,层层上报 51426d84a31SYJwu2023 impl From<PciError> for VirtioPciError { 51526d84a31SYJwu2023 fn from(error: PciError) -> Self { 51626d84a31SYJwu2023 Self::Pci(error) 51726d84a31SYJwu2023 } 51826d84a31SYJwu2023 } 51926d84a31SYJwu2023 52026d84a31SYJwu2023 /// @brief 获取虚拟地址并将其转化为对应类型的指针 52126d84a31SYJwu2023 /// @param device_bar 存储bar信息的结构体 struct_info 存储cfg空间的位置信息 52226d84a31SYJwu2023 /// @return Result<NonNull<T>, VirtioPciError> 成功则返回对应类型的指针,失败则返回Error 52326d84a31SYJwu2023 fn get_bar_region<T>( 52478bf93f0SYJwu2023 device_bar: &PciStandardDeviceBar, 52526d84a31SYJwu2023 struct_info: &VirtioCapabilityInfo, 52626d84a31SYJwu2023 ) -> Result<NonNull<T>, VirtioPciError> { 52726d84a31SYJwu2023 let bar_info = device_bar.get_bar(struct_info.bar)?; 52826d84a31SYJwu2023 let (bar_address, bar_size) = bar_info 52926d84a31SYJwu2023 .memory_address_size() 53026d84a31SYJwu2023 .ok_or(VirtioPciError::UnexpectedBarType)?; 53126d84a31SYJwu2023 if bar_address == 0 { 53226d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::BarNotAllocated(struct_info.bar)); 53326d84a31SYJwu2023 } 53426d84a31SYJwu2023 if struct_info.offset + struct_info.length > bar_size 53526d84a31SYJwu2023 || size_of::<T>() > struct_info.length as usize 53626d84a31SYJwu2023 { 53726d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::BarOffsetOutOfRange); 53826d84a31SYJwu2023 } 5392eab6dd7S曾俊 //debug!("Chossed bar ={},used={}",struct_info.bar,struct_info.offset + struct_info.length); 54026d84a31SYJwu2023 let vaddr = (bar_info 54126d84a31SYJwu2023 .virtual_address() 5422dd9f0c7SLoGin .ok_or(VirtioPciError::BarGetVaddrFailed)?) 54326d84a31SYJwu2023 + struct_info.offset as usize; 5442dd9f0c7SLoGin if vaddr.data() % align_of::<T>() != 0 { 54526d84a31SYJwu2023 return Err(VirtioPciError::Misaligned { 54626d84a31SYJwu2023 vaddr, 54726d84a31SYJwu2023 alignment: align_of::<T>(), 54826d84a31SYJwu2023 }); 54926d84a31SYJwu2023 } 5502dd9f0c7SLoGin let vaddr = NonNull::new(vaddr.data() as *mut u8).unwrap(); 55173c607aaSYJwu2023 Ok(vaddr.cast()) 55226d84a31SYJwu2023 } 55326d84a31SYJwu2023 554cc36cf4aSYJwu2023 /// @brief 获取虚拟地址并将其转化为对应类型的切片的指针 55573c607aaSYJwu2023 /// @param device_bar 存储bar信息的结构体 struct_info 存储cfg空间的位置信息切片的指针 55626d84a31SYJwu2023 /// @return Result<NonNull<[T]>, VirtioPciError> 成功则返回对应类型的指针切片,失败则返回Error 55726d84a31SYJwu2023 fn get_bar_region_slice<T>( 55878bf93f0SYJwu2023 device_bar: &PciStandardDeviceBar, 55926d84a31SYJwu2023 struct_info: &VirtioCapabilityInfo, 56026d84a31SYJwu2023 ) -> Result<NonNull<[T]>, VirtioPciError> { 56126d84a31SYJwu2023 let ptr = get_bar_region::<T>(device_bar, struct_info)?; 56273c607aaSYJwu2023 // let raw_slice = 56373c607aaSYJwu2023 // ptr::slice_from_raw_parts_mut(ptr.as_ptr(), struct_info.length as usize / size_of::<T>()); 56473c607aaSYJwu2023 Ok(nonnull_slice_from_raw_parts( 56573c607aaSYJwu2023 ptr, 56673c607aaSYJwu2023 struct_info.length as usize / size_of::<T>(), 56773c607aaSYJwu2023 )) 56873c607aaSYJwu2023 } 56913776c11Slogin 57073c607aaSYJwu2023 fn nonnull_slice_from_raw_parts<T>(data: NonNull<T>, len: usize) -> NonNull<[T]> { 57173c607aaSYJwu2023 NonNull::new(ptr::slice_from_raw_parts_mut(data.as_ptr(), len)).unwrap() 57226d84a31SYJwu2023 } 573